橡膠硫化促進劑2-巰基苯並噻唑的合成方法
2023-06-05 10:17:21 1
專利名稱：橡膠硫化促進劑2-巰基苯並噻唑的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種橡膠硫化促進劑2-巰基苯並噻唑(MBT)的合成新方法，屬於橡膠硫化促進劑MBT合成技術領域。
背景技術：
隨著橡膠工業的發展，硫化促進劑的研究與生產越來越受到人們的重視。硫化促進劑在橡膠硫化過程中起著非常重要的作用，它能大大加快橡膠與硫化劑的反應，提高生產率，同時也能改善硫化橡膠的物理機械性能，MBT是目前橡膠工業必不可少的一種主要促進劑。通常情況下，MBT生產工藝為苯胺法，即將一定配比苯胺、硫磺、二硫化碳置入高壓反應釜，在高溫高壓下反應一定時間，經酸鹼法精製的產品MBT。該工藝反應條件苛刻，難以控制，MBT收率僅為85%左右，還生成15%焦油副產物，主要為未反應的苯胺、硫磺中間產物二苯硫脲及苯並噻唑等及其他成分複雜的副產物，雜質的存在使得產品質量不高。近年來國內外助劑企業及科研院校也針對MBT生產工藝做出了許多改進。主要針對反應原料、反應配比、反應條件進行優化。但結果不甚理想，有專利(US 3975394)指出苯並噻唑能夠與硫磺繼續反應生成2-巰基苯並噻唑，因此考慮將反應中硫磺配比加大，一方面使之與苯並噻唑繼續反應生成MBT，另一方面可抑制副反應產生，減少副產物，從而提高反應收率。但由於加大硫磺配比後，加入硫磺量大於反應所需硫磺量，過剩的硫磺需要處理，否則造成資源浪費，並且汙染環境。最有效的措施為硫磺循環使用。有文獻(西北民族學院學報V22， No3)報導了大配比硫磺合成MBT，報導中得出最佳反應條件為反應溫度240 260°C、反應壓力9. 0 10. OMpa、反應時間3h，苯胺 S (摩爾比)=1:1.1: 2. 3，收率提高至86%。但其反應條件仍然在高溫高壓下進行，為了近一步提高M的收率降低反應條件，我公司亦對大配比硫磺合成MBT工藝進行了研究。由於硫磺的使用量的增加，會致使生成物中含有大量未反應硫磺，因而MBT高壓反應生成物的M含量會所有降低，不能準確反應出反應結果的好壞，所以本發明中均使用M 的收率作為參考指標，其計算方法如下 其中mM——實驗中所得MBT產品的重量，g ；mB——苯胺的投料量，g ；Mm——MBT 的分子量，Mm = 167. 24 ；Mb——苯胺的分子量，Mb = 93. 13。
發明內容
本發明的目的在於提供一種橡膠硫化促進劑MBT的合成新方法，該方法條件溫和，易於控制，製得的MBT純度高、熔點高、熔程短、收率高。
為達到上述目的，本發明通過下述技術方案加以實現本發明的一種橡膠硫化促進劑MBT的合成方法，合成原料為苯胺、硫磺和二硫化碳，原料質量配比為苯胺硫磺二硫化碳為1 2 4 1 2;將原料攪拌、升溫，在溫度230 250°C下反應100 300min，攪拌轉速控制在40 1000轉/min，壓力為6 8MPa， 反應結束，排放硫化氫；熔體壓入置有2 5倍體積的二硫化碳萃取釜內進行萃取；萃取溫度為10 50°C，萃取時間為20 50min ；硫磺中回收硫磺比例為10% -80%。萃取結束後進行過濾，過濾後含有硫磺的二硫化碳蒸餾回收，硫磺析出進入反應階段。優選的硫磺的質量配比是2. 5 3. 2。優選的回收硫磺的比例為60 75%。首次投料為新鮮硫磺、從第二次反應開始加入回收硫磺、硫磺中回收硫磺比例為 10% -80% (重量百分比)。過濾後含有硫磺的二硫化碳蒸餾回收，硫磺析出後(即為回收硫磺)以一定比例進入反應階段。濾餅經洗滌、乾燥後得產品，純度達98 %以上。本發明的優點在於反應條件溫和，反應壓力及溫度與小配比工藝相比有了大幅度下降，降低了設備壓力及投資；副反應減少，反應收率較高，達到89%以上，所製得的MBT 產品純度達到98%以上。
具體實施例方式實施例1:按照原料摩爾比配比為苯胺硫磺二硫化碳1:3:1的比例準確稱取苯胺 280g，新鮮硫磺觀98，二硫化碳228.8g，置入IL高壓釜內。投料完畢，將釜體密封。開啟攪拌，轉速設為lOOOr/min，緩慢升溫至在240°C，待壓力穩定於6. OMPa後反應120min。反應終止，排放硫化氫。熔體壓入盛有1400g 二硫化碳的萃取釜內進行萃取。過濾後母液蒸發得回收硫磺190g。濾餅經洗滌、乾燥後得產品447. 5g，純度98%，收率達86%。實施例2:按照原料摩爾比配比為苯胺硫磺二硫化碳1 2. O 1. 1的比例準確稱取苯胺280g，新鮮硫磺190g，二硫化碳252g，回收硫磺10. 5g，約佔總硫磺量10%，置入IL高壓釜內。投料完畢，將釜體密封。開啟攪拌，轉速設為40r/min，緩慢升溫至在230°C，待壓力穩定於8. OMPa後反應300min。反應終止，排放硫化氫。熔體壓入盛有1500g 二硫化碳的萃取釜內進行萃取。過濾後母液蒸發得回收硫磺105g。濾餅經洗滌、乾燥後得產品445g， 純度97.8%，單次收率達88. 6 %。實施例3:按照原料摩爾比配比為苯胺硫磺二硫化碳1:4:2的比例準確稱取苯胺 280g，新鮮硫磺77g，二硫化碳457. 6g，回收硫磺324. 6g，約佔總硫磺量的80 %，置入IL高壓釜內。投料完畢，將釜體密封。開啟攪拌，轉速設為200r/min，緩慢升溫至在250°C，待壓力穩定於7. 8MPa後反應lOOmin。反應終止，排放硫化氫。熔體壓入盛有2000g 二硫化碳的萃取釜內進行萃取。過濾後母液蒸發得回收硫磺^4g。濾餅經洗滌、乾燥後得產品456g， 純度98. 2 %，單次收率達93 %。實施例4
按照原料摩爾比配比為苯胺硫磺二硫化碳1 2.8 2的比例準確稱取苯胺280g，新鮮硫磺69. 4g，二硫化碳457. 6g，回收硫磺210g，約佔總硫磺量的75 %，置入IL 高壓釜內。投料完畢，將釜體密封。開啟攪拌，轉速設為300r/min，緩慢升溫至在M5°C，待壓力穩定於7. 5ΜΙ^後反應lOOmin。反應終止，排放硫化氫。熔體壓入盛有2000g 二硫化碳的萃取釜內進行萃取。過濾後母液蒸發得回收硫磺184g。濾餅經洗滌、乾燥後得產品498g， 純度98. 1 %，單次收率達94 %。實施例5 按照原料摩爾比配比為苯胺硫磺二硫化碳1:3: 2的比例準確稱取苯胺 280g，新鮮硫磺115. 6g，二硫化碳457. 6g，回收硫磺173g，約佔總硫磺量的60%，置入IL高壓釜內。投料完畢，將釜體密封。開啟攪拌，轉速設為300r/min，緩慢升溫至在M5°C，待壓力穩定於7. 5ΜΙ^後反應lOOmin。反應終止，排放硫化氫。熔體壓入盛有2000g 二硫化碳的萃取釜內進行萃取。過濾後母液蒸發得回收硫磺184g。濾餅經洗滌、乾燥後得產品462. 6g， 純度98. 5 %，單次收率達92 %。儘管上面對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，並不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種橡膠硫化促進劑2-巰基苯並噻唑的合成方法，其特徵在於合成原料為苯胺、硫磺和二硫化碳，原料質量配比為苯胺硫磺二硫化碳為1 2 4 1 2;將原料攪拌、 升溫，在溫度230 250°C下反應100 300min，攪拌轉速控制在40 1000轉/min，壓力為6 8MPa，反應結束，排放硫化氫；熔體壓入置有2 5倍體積的二硫化碳萃取釜內進行萃取；萃取溫度為10 50°C，萃取時間為20 50min ；硫磺中回收硫磺比例為10%-80%。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵是硫磺的質量配比是2.5 3. 2。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵是萃取結束後進行過濾，過濾後含有硫磺的二硫化碳蒸餾回收，硫磺析出進入反應階段。
4.如權利要求1 3所述的方法，其特徵是所述硫磺的比例為60 75%。
全文摘要
本發明提供一種橡膠硫化促進劑2-巰基苯並噻唑的合成方法，合成原料為苯胺、硫磺和二硫化碳，原料質量配比為苯胺∶硫磺∶二硫化碳為1∶2～4∶1～2；將原料攪拌、升溫，在溫度230～250℃下反應100～300min，攪拌轉速控制在40～1000轉/min，壓力為6～8MPa，反應結束，排放硫化氫；熔體壓入置有2～5倍體積的二硫化碳萃取釜內進行萃取；萃取溫度為10～50℃，萃取時間為20～50min；硫磺中回收硫磺比例為10％-80％。過濾後含有硫磺的二硫化碳蒸餾回收，硫磺析出後以一定比例進入反應階段。本發明反應條件溫和，反應壓力及溫度與小配比工藝相比有了大幅度下降，降低了設備壓力及投資；副反應減少，反應收率較高，達到89％以上，所製得的MBT產品純度達到98％以上。
文檔編號C07D277/72GK102391205SQ20111028017
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者安靜 申請人:科邁化工股份有限公司