一种含硫硅烷偶联剂的制备方法技术

本申请提供了一种含硫硅烷偶联剂的制备方法，具体为含硫硅烷偶联剂Si69与Si75的制备方法，包括多硫化钠溶液、冠醚类相转移催化剂以及γ

【技术实现步骤摘要】
一种含硫硅烷偶联剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及硅烷偶联剂的制备
，尤其是涉及一种含硫硅烷偶联剂的制备方法。

技术介绍

[0002]白炭黑作为补强填料，用白炭黑补强的胶料的强度和撕裂性能较高、抗湿滑性能较好、滚动阻力较低，白炭黑是绿色轮胎必不可少的补强填料。由于白炭黑的表面存在大量硅羟基，白炭黑易在非极性橡胶(如NR、丁苯橡胶和顺丁橡胶)中发生团聚，导致胶料的粘度增大，加工性能变差，而且白炭黑表面大量的硅羟基具有酸性和吸湿性，影响胶料的硫化速率和交联密度。为改善白炭黑在胶料中的分散性，常采用改性剂(如偶联剂Si69或Si75)对白炭黑的表面进行改性。含硫硅烷偶联剂可与白炭黑表面的羟基反应，使白炭黑由亲水性变为疏水性，改善白炭黑与橡胶基体的相容性，提高白炭黑在胶料中的分散性，同时含硫硅烷中的硫原子也可参与交联反应，提高胶料的交联密度。
[0003]随着绿色轮胎的发展，白炭黑的应用越来越多，对硅烷偶联剂也提出了越来越高的品质要求。双
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[3
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(三乙氧基硅)
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丙基]‑
四硫化物(Si69)与双
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[3
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(三乙氧基硅)
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丙基]‑
二硫化物(Si75)是常用的硅烷偶联剂，由于其对橡胶具有多功能的作用，可兼作加工的补强剂、偶联剂及增塑剂，而广泛应用于各种橡胶工业中。目前，Si69或Si75的制备方法一般是以氯丙基三乙氧基硅烷，与多硫化钠在有机铵盐相转移催化剂下反应得到Si69或Si75。在上述合成过程中会有三正丁胺引入到Si69或Si75中，三正丁胺具有高毒性，使用过程中存在一定的安全隐患；另外会导致Si69或Si75的加热减量过高；长期存放导致Si69或Si75的颜色加重，影响产品外观。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法。本专利技术的另一目的是提供一种含硫硅烷偶联剂Si75的制备方法。
[0005]为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0006]一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
[0007]1.1)制备四硫化二钠溶液；
[0008]1.2)步骤1.1)制得的四硫化二钠溶液、冠醚类相转移催化剂以及γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷发生化学反应，反应完成后得到中间液体A；
[0009]1.3)将步骤1.2)中制得的中间液体A依次进行分液、活性炭脱色、蒸馏，完成后得到含硫硅烷偶联剂Si69。
[0010]优选的，步骤1.1)具体为：氢氧化钠的水溶液与硫粉混合后发生化学反应生成四硫化二钠溶液。
[0011]优选的，氢氧化钠的水溶液与硫粉混合后发生化学反应的反应温度为80℃～100℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为0.5h～1.5h。
[0012]优选的，步骤1.2)中，采用的冠醚类相转移催化剂为18
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冠
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6或15
‑
冠
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5。
[0013]优选的，步骤1.2)中，四硫化二钠的物质的量:冠醚类相转移催化剂的物质的量:γ
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氯丙基三乙氧基硅烷的物质的量＝(4.0～4.5):(4.0～4.5):1；
[0014]步骤1.2)中进行化学反应的反应温度为60℃～80℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为1h～3h。
[0015]一种含硫硅烷偶联剂Si75的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
[0016]6.1)制备二硫化二钠溶液；
[0017]6.2)步骤6.1)制得的二硫化二钠溶液、冠醚类相转移催化剂以及γ
‑
氯丙基三乙氧基硅烷发生化学反应，反应完成后得到中间液体B；
[0018]6.3)将步骤6.2)中制得的中间液体B依次进行分液、活性炭脱色、蒸馏，完成后得到含硫硅烷偶联剂Si75。
[0019]优选的，步骤6.1)具体为：硫氢化钠的水溶液、硫粉以及碳酸氢钠混合后发生化学反应生成二硫化二钠溶液。
[0020]优选的，硫氢化钠的水溶液、硫粉以及碳酸氢钠混合后发生化学反应的反应温度为80℃～100℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为0.5h～1.5h。
[0021]优选的，步骤6.2)中，采用的冠醚类相转移催化剂为18
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冠
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6或15
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冠
‑
5。
[0022]优选的，步骤6.2)中，二硫化二钠的物质的量:冠醚类相转移催化剂的物质的量:γ
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氯丙基三乙氧基硅烷的物质的量＝(4.0～4.5):(4.0～4.5):1；
[0023]步骤6.2)中进行化学反应的反应温度为60℃～80℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为1h～3h。
[0024]本申请取得了如下的有益的技术效果：
[0025]1).本申请中，冠醚最主要的特点之一是可与各种金属盐、铵盐、有机阳离子化合物等形成稳定的络合物，利用这一性质可将各种盐类溶于有机溶剂；冠醚可将阳离子螯环内，同时由于有朝外的有机基因可生成络合物，亦可溶于非极性的有机溶剂；在本专利技术中，冠醚通过与多硫化钠中的钠离子络合，使钠离子可溶在有机溶剂中，而多硫负离子也随同进入有机溶剂内，冠醚不与多硫负离子络合，但可使游离或裸露的多硫负离子反应活性很高，从而使得多硫负离子能迅速与γ2接触，能迅速参与反应，因此相较于有机铵盐类相转移催化剂，本申请采用冠醚类相转移催化剂具有底物反应活性更高、反应速率更快、反应条件更简单、操作更方便、产品品质更高等优点。
[0026]2).本申请中，由于冠醚类相转移催化剂与多硫化钠中的钠离子结合，从而释放出高活性的多硫负离子，能迅速与γ2接触反应，降低反应活化能，从而降低了多硫化钠与γ
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氯丙基三乙氧基硅烷发生化学反应生成含硫硅烷偶联剂的反应温度。
[0027]3).相较于传统工艺，本专利技术由于未使用常规季铵盐类相转移催化剂，所以所得的含硫硅烷偶联剂中不含三正丁胺，由于三正丁胺易燃、具腐蚀性、强刺激性、可致人体灼伤以及对身体有强烈的刺激性，本专利技术未使用季铵盐类相转移催化剂，从而避免了现有技术中的使用三正丁胺所产生的安全隐患。
[0028]4).本申请中，通过多次分析检测验证，三正丁胺是加热减量的主要来源，本申请未引入季铵盐类相转移催化剂，从而解决了现有技术中的制备的含硫硅烷偶联剂的加热减量过高的问题。
[0029]5).经研究发现，现有技术中，由于三正丁胺为无色至微黄色液体，随着时间的延长容易发生氧化从而使得Si69或Si75的颜色逐渐加重；为此，由于本申请未引入季铵碱类相转移催化加，因此本申请所得的含硫硅烷偶联剂中不含三正丁胺，从而解决了现有技术中的随着产品存放时间的延长产品的颜色逐渐加重的问题。
[0030]6).本申请中由于未引入季铵碱类相转移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：1.1)制备四硫化二钠溶液；1.2)步骤1.1)制得的四硫化二钠溶液、冠醚类相转移催化剂以及γ
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氯丙基三乙氧基硅烷发生化学反应，反应完成后得到中间液体A；1.3)将步骤1.2)中制得的中间液体A依次进行分液、活性炭脱色、蒸馏，完成后得到含硫硅烷偶联剂Si69。2.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，其特征在于，步骤1.1)具体为：氢氧化钠的水溶液与硫粉混合后发生化学反应生成四硫化二钠溶液。3.根据权利要求2所述的一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，其特征在于，氢氧化钠的水溶液与硫粉混合后发生化学反应的反应温度为80℃～100℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为0.5h～1.5h。4.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，其特征在于，步骤1.2)中，采用的冠醚类相转移催化剂为18
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冠
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6或15
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冠
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5。5.根据权利要求1所述的一种含硫硅烷偶联剂Si69的制备方法，其特征在于，步骤1.2)中，四硫化二钠的物质的量:冠醚类相转移催化剂的物质的量:γ
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氯丙基三乙氧基硅烷的物质的量＝(4.0～4.5):(4.0～4.5):1；步骤1.2)中进行化学反应的反应温度为60℃～80℃，搅拌状态下进行化学反应的反应时间为1h～3h。6.一种含硫硅烷偶联...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德龙，王文博，潘琳琳，王庆振，吴彩英，陈云刚，刘建元，张新，
申请(专利权)人：山东阳谷华泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：