一种二硫化双-（γ-丙基三乙氧基硅烷）的溶剂法合成工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种二硫化双-（γ-丙基三乙氧基硅烷）的溶剂法合成工艺，二硫化双-（γ-丙基三乙氧基硅烷）可用于子午轮胎及其它橡胶制品中，属于偶联剂技术领域。工艺包括如下工艺步骤：将含9个结晶水的硫化钠及与其等摩尔比的硫粉；加入与含9个结晶水硫化钠重量比为1．6-2倍的甲苯加热脱水、冷却加入与硫化钠摩尔比为2.00-2.06倍的γ-氯丙基三乙氧基硅烷和与甲苯等重量比的无水乙醇，再加入甲苯重量0.3-0.6倍的乙二醇二乙醚，加热，反应完成冷至室温，过滤滤出无机盐及杂质可做工业盐使用；滤液移至蒸馏器减压蒸馏出溶剂及前馏份回收循环使用，在真空度≥0.090Mpa,温度≥150℃时，蒸馏得产品：二硫化双-（γ-丙基三乙氧基硅烷）（Si-75）。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】—种二硫化双-(Y -丙基三乙氧基硅烷)的溶剂法合成工-H-
本专利技术涉及一种二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)的溶剂法合成工艺，二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)可用于子午轮胎及其它橡胶制品中，属于偶联剂

技术介绍
二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)商业名称:硅-75 (S1-75)是一种在橡胶行业中成功使用的多功能硅烷偶联剂，其应用使橡胶的物理与机械性能得到改善，拉伸强度，抗撕裂强度，耐磨性能，耐屈绕龟裂性能等均可以得到明显提高，永久变型得以降低。因其在橡塑中更易均匀分散还可以降低胶料粘度，提高加工性能。特别适用于以硅化合物为补强剂的硫化橡胶体系，其适用的填料包括碳黑、白炭黑、滑石粉、粘土、云母粉、陶土等。适用的聚合物包括NR、IR、SBR、BR、NBR, EPDM等。主要用于轮胎、橡胶鞋底、橡胶胶辊、密封件、橡胶带等的高档橡胶制品中，比四硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)(S1-69)具有较高的高温稳定性，不析硫，提供较长的焦烧时间，有更好的偶联效果。二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)也广泛应用于桥梁、高速公路、港口码头、海工等在恶劣环境中使用的高标号混凝土结构中。在金属表面防腐蚀处理方面的应用已成研宄热点。二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)，因二硫链两端的两个γ -丙基三乙氧基硅烷基原子团的位阻较大，较四硫化物(S1-69)难于合成。其合成方法，有用双-【γ-(三乙氧基硅)丙基】-四硫化物(S1-69)在催化剂的作用下脱去二个硫原子得到二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)。但是此法成本较高，反应条件不好把握。也有美国专利报道用S1-69与无水硫化钠，γ-氯丙基三乙氧基硅烷在乙醇溶剂中反应制得S1-75，但是无水硫化钠难以制备和储存。还有用硅氧烷基硫醇在氧化剂作用下，在水相中氧化得到S1-75，但是含巯基的硅烷偶联剂较贵，应用较多，因此此法没有实际经济价值。传统的生产方法是把含结晶水的硫化钠及硫粉加热到280°C以上培烧熔融，生成多硫化钠，冷却后再加入γ-氯丙基三乙氧基硅烷在有机溶剂中加热反应，制得二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)。因加热过程中有硫氢、硫氧化物等刺激性气体产生，污染严重，操作困难，能耗高。后有使用相转移催化水相法，此法操作较上法简单，但由于反应体系硫粉用量降低碱性增加，原料γ-氯丙基三乙氧基硅烷和产物易水解，产率降低，产品储存期短易失效，且因使用较贵的催化剂，产生的大量含催化剂的污水需处理，不利于环保。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种有效的、简单易行的、环保的生产操作工艺方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:Α、将含9个结晶水的硫化钠及与其等摩尔比的硫粉，放入装有搅拌器、回流冷凝管、分水器和温度计的塘瓷反应器中； B、加入与含9个结晶水硫化钠重量比为1.6-2倍的甲苯，搅拌加热至80-110°C开始回流脱水，至110°C水份脱尽甲苯澄清； C、冷却至50°C以下，加入与硫化钠摩尔比为2.00-2.06倍的γ -氯丙基三乙氧基硅烷和与甲苯等重量比的无水乙醇，再加入甲苯重量0.3-0.6倍的乙二醇二乙醚，加热控制反应温度在95 — 100C，反应四-五小时； D、反应完成冷却至室温，过滤除去无机盐及杂质，用甲苯乙醇混合液冲洗无机盐及杂质一、两次，无机盐回收做工业用盐；滤液移至蒸馏器，减压蒸馏回收乙醇、甲苯和乙二醇二乙醚及前馏份循环使用；在真空度彡0.090Mpa,温度彡150°C时，蒸馏得产品:二硫化双-(γ-丙基三乙氧基硅烷)(S1-75)。本专利技术的合成工艺方法是采用低毒性的甲苯作溶剂兼脱水剂共沸回流脱水的方法，把硫化钠原料中的水脱出。加入主溶剂兼保护剂无水乙醇，加入一种高沸点溶剂乙二醇二乙醚提高反应温度克服硫硫键两端原子团的位阻势能，同时增加反应体系的溶解度，再加入γ-氯丙基三乙氧基硅烷，加热无水反应。生成的产物经过滤滤出无机盐及杂质做工业盐使用，滤液经减压蒸馏蒸出乙醇、甲苯和乙二醇二乙醚及前馏份回收循环使用，再经减压蒸馏蒸得纯度高、色泽好、储存期长的二硫化双-(γ -丙基三乙氧基硅烷)产品。反应过程中不使用催化剂，不产生污水，溶剂回收循环使用，利于环保，降低成本。化学反应式:2C1(CH2)3Si(0CH2CH3)3 + Na2S + S = S2〔(CH2)3Si(0CH2CH3)3〕2 + 2NaCl本专利技术的有益效果: 本专利技术的二硫化双-(γ-丙基三乙氧基硅烷)合成工艺中，采用甲苯作脱水剂兼溶剂，无水乙醇作主溶剂兼保护剂，加入高沸点溶剂乙二醇二乙醚提高反应温度，避免了传统工艺焙烧加热法，产生大量刺激性的硫氢、硫氧化物烟气，减少空气污染，便于操作。与相转移催化水相合成法相比，因不使用催化剂，原料价廉易得，没有较多的污水需处理排放，降低成本，利于环保，且产品储存期长。【附图说明】图1为本专利技术的工艺流程框图。图1中:1 一九水硫化纳、硫粉；2 —甲苯计量??? ； 3一甲苯储鍾；4一乙醇计量鍾；5—乙醇储鍾；6 y _氣丙基二乙氧基娃烧计量鍾；7—反应器；8 —甲苯、水分尚器；9、15 —甲苯；10—过滤器；11 —无机盐及杂质；12—滤液；13—蒸饱器；14 —乙醇；16—水槽；17—前饱份；18—二硫化双_ 丙基二乙氧基娃烧)。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详细描述: 实施例1 一种二硫化双-(Y-丙基三乙氧基硅烷)的溶剂法合成工艺，该工艺包括如下工艺步骤: Α、将含9个结晶水的硫化钠及与其等摩尔比的硫粉，放入装有搅拌器、回流冷凝管、分水器和温度计的塘瓷反应器中；(因硫遇铁生成黑色硫化铁而不能用铁类反应器) B、加入与含9个结晶水当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二硫化双‑（γ‑丙基三乙氧基硅烷）的溶剂法合成工艺，其特征在于该工艺包括如下工艺步骤：A、将含9个结晶水的硫化钠及与其等摩尔比的硫粉，放入装有搅拌器、回流冷凝管、分水器和温度计的塘瓷反应器中； B、加入与含9个结晶水硫化钠重量比为1.6‑2倍的甲苯，搅拌加热至80‑110℃开始回流脱水，至110℃水份脱尽甲苯澄清；C、冷却至50℃以下，加入与硫化钠摩尔比为2.00‑2.06倍的γ‑氯丙基三乙氧基硅烷和与甲苯等重量比的无水乙醇，再加入甲苯重量0.3‑0.6倍的乙二醇二乙醚，加热控制反应温度在95—100℃，反应四‑五小时；D、反应完成冷却至室温，过滤除去无机盐及杂质，用甲苯乙醇混合液冲洗无机盐及杂质一、两次，无机盐回收做工业用盐；滤液移至蒸馏器，减压蒸馏回收乙醇、甲苯和乙二醇二乙醚及前馏份循环使用；在真空度≥0.090Mpa,温度≥150℃时,蒸馏得产品：二硫化双‑（γ‑丙基三乙氧基硅烷）（Si‑75）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泓，刘兵，
申请(专利权)人：南昌赣宇有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36