減少含硫矽烷中乙醇的方法
2023-04-29 01:03:56 5
專利名稱：減少含硫矽烷中乙醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種減少含硫矽垸中乙醇的方法，從而可在橡膠混煉過程中減少乙醇揮 發物。
背景技術：
含硫矽烷是生產綠色環保輪胎必不可少的助劑之一，廣泛用於硫磺硫化橡膠製品 中。但由於含硫矽烷分子中通常有6個乙醇基團，在橡膠混煉過程中，含硫矽烷分子中 乙醇基團與橡膠中的填料(如白碳黑)發生反應，形成矽-氧-矽鍵，乙醇被釋放出來， 給安全、勞動衛生和環境保護帶來危害。發明內容本發明要解決的技術問題就是現有含硫矽垸在橡膠混煉過程中所存在的乙醇的揮 發問題，提供一種減少含硫矽垸中乙醇的方法。為解決述技術問題，本發明採用如下技術方案在催化劑存在下通過將含硫矽垸中的乙氧基與二元醇發生酯交換，得到幾乎不含乙 醇基團的含硫矽烷化合物，具體包括如下步驟1) 將含硫矽垸、二元醇和乙醇按l: 3-3.6: 5-10的摩爾比投入反應器中，同時加 入鈦酸酯催化劑；2) 將反應器中的的物料升溫至有回流，然後將反應溫度控制在60°C-120°C，反應 時間1-10小時；3) 反應結束後常壓蒸出反應物中的大多數乙醇；4) 繼續升溫至12(TC時改為負壓蒸餾，蒸出反應物中殘留的乙醇和未反應的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘乾。5) 將反應物冷卻到-2(TC-3(TC下進行粉碎。步驟1)中的催化劑為正鈦酸四異丙酯或正鈦酸四酯，其重量用量為含硫矽烷和高 級醇的總量的100-10000ppm。步驟1)中的二元醇為HO—Alk—OH其中Alk—為2-3個碳原子的二價烴，優選乙二醇、丙二醇。 步驟4)是在-0.09MPa以上的真空下進行。 本發明所涉及的化學反應式如下 (EtO) 3Si-Alk-Sx -Alk-Si (EtO)3 (含硫矽烷)+3HO-Alk-OH (二元醇)+催化劑 ——^反應生成的單體和多聚體有機矽烷化合物，其中 Alk—為l-8個碳原子的二價烴； m— 為1-3的常數； x—為1-10的常數。本發明除去除最後殘留的乙醇及未反應的原料需在-0. 09MPa以上的真空下進行外， 其餘反應過程在常壓下進行。 本發明具有如下優點1、 本發明工藝簡，易於實施；2、 由本發明製備的產品具有較高的閃點，產品經測定乙醇基團的含量小於10%，產 品中乙醇基減少量達到90%以上，在使用過程中幾乎不釋放出乙醇；3、 有利於操作人員的身體健康和環境保護；4、 提高了橡膠混煉工藝的安全性。
具體實施方式
實施例l在配有攪拌器、溫度計和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)二硫化物，加入250.8(3.3摩爾)克丙二醇，加入230克乙醇，在攪拌下加 入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當反應溫度達80'C時有乙醇回流，保溫反應每一小時取樣 化驗，反應第1小時，轉化率為50%，當反應到第5小時，轉化率為93%，反應持續時 間5小時。保溫結束常壓蒸出乙醇，最後在-0.1MPa真空下進行蒸餾，當物料溫度在120'C 沒有物料流出時，停止蒸餾，冷卻烘乾粉碎，產品為黃色固體粉末，得率95.3%。實施例2在配有攪拌器、溫度計和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入474克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)二硫化物，加入250.8(3.3摩爾)克丙二醇，加入460克乙醇，在攪拌下加入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當反應溫度達80'C時有乙醇回流，保溫反應每一小時取樣 化驗，反應第1小時，轉化率為52%，當反應到第5小時，轉化率為90%，反應持續時 間5小時。保溫結束常壓蒸出乙醇，最後在-0.1MPa真空下進行蒸餾，當物料溫度在120°C 沒有物料流出時，停止蒸餾，冷卻烘乾粉碎，產品為黃色固體粉末,得率93.7%。實施例3在配有攪拌器、溫度計和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)四硫化物，加入186(3摩爾)克乙二醇，加入460克乙醇，在攪拌下加入5 克正鈦酸四丁酯，升溫，當反應溫度達8(TC時有乙醇回流，保溫反應每一小時取樣化驗， 反應第1小時，轉化率為48%，當反應到第5小時，轉化率為87%，當反應到第7小時， 轉化率為93%，當反應到第10小時，轉化率為95%，反應持續時間10小時。保溫結束 常壓蒸出乙醇，最後在-0.1MPa真空下進行蒸餾，當物料溫度在120。C沒有物料流出時， 停止蒸餾，冷卻烘乾粉碎，產品為黃色固體粉末,得率97.7%.。實施例4在配有攪拌器、溫度計和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)四硫化物，加入223.2(3.6摩爾)克乙二醇，加入300克乙醇，在攪拌下加 入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當反應溫度達80'C時有乙醇回流，保溫反應每一小時取樣 化驗，反應第1小時，轉化率為57%，當反應到第5小時，轉化率為91%，反應持續時 間5小時。保溫結束常壓蒸出乙醇，最後在-0.1MPa真空下進行蒸餾，當物料溫度在120'C 沒有物料流出時，停止蒸餾，冷卻烘乾粉碎，產品為黃色固體粉末，得率96.3%.
權利要求
1、一種減少含硫矽烷中乙醇的的方法，其特徵在於包括如下步驟1)將含硫矽烷、二元醇和乙醇按1∶3-3.6∶5-10的摩爾比投入反應器中，同時加入鈦酸酯催化劑；2)將反應器中的的物料升溫至有回流，然後將反應溫度控制在60℃-120℃，反應時間1-10小時；3)反應結束後常壓蒸出反應物中的大多數乙醇；4)繼續升溫至120℃時改為負壓蒸餾，蒸出反應物中殘留的乙醇和未反應的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘乾。5)將反應物冷卻到-20℃-30℃下進行粉碎。
2、 如權利要求1所述減少含硫矽烷中乙醇的的方法，其特徵在於步驟1)中的催 化劑為鈦酸四異丙酯或正鈦酸四丁酯，其重量用量為含硫矽烷和二元醇的總量的 100-10000ppm。
3、 如權利要求1所述減少含硫矽垸中乙醇的的方法，其特徵在於步驟1)中的二 元醇為HO—Alk—OH 其中Alk—為2-3個碳原子的二價烴。
4、 如權利要求3所述減少含硫矽垸中乙醇的的方法，其特徵在於二元醇優選乙二 醇、丙二醇。
5、 如權利要求1所述減少含硫矽垸中乙醇的的方法，其特徵在於步驟4)是在 -0.09MPa以上的真空下進行。
全文摘要
本發明涉及一種減少含硫矽烷中乙醇的方法，其特徵在於包括如下步驟1)將含硫矽烷、二元醇和乙醇按1∶3-3.6∶5-10的摩爾比投入反應器中，同時加入鈦酸酯催化劑；2)將反應器中的物料升溫至有回流，然後將反應溫度控制在60℃-120℃，反應時間1-10小時；3)反應結束後常壓蒸出反應物中的大多數乙醇；4)繼續升溫至120℃時改為負壓蒸餾，蒸出反應物中殘留的乙醇和未反應的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘乾；5)將反應物冷卻到-20℃-30℃下進行粉碎。本發明工藝簡單，易於實施。具有安全性、環保性。
文檔編號C07F7/18GK101245082SQ20081001981
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月17日 優先權日2008年3月17日
發明者李鍾寶, 寧 梅, 陶再山 申請人:南京曙光矽烷化工有限公司