一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法技术

本发明专利技术属于橡胶助剂生产领域技术领域，涉及一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法。步骤如下：反应器中依次加入水、氢氧化钠水溶液、二苄胺后加入分散剂，然后滴加二硫化碳进行缩合反应，得到二苄基二硫代甲酸钠溶液；二苄基二硫代甲酸钠溶液氧化反应后过滤、干燥，得到二硫化四苄基秋兰姆。本发明专利技术在缩合反应过程中加入分散剂，反应体系形成均一的状态，反应过程在均一体系中进行，避免了现有技术中滴加二硫化碳时是二相反应，反应效果差的问题。废水中的COD含量低，易于废水处理。所得到的二硫化四苄基秋兰姆产品外观为白色粉末，纯度98%以上。纯度98%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法


[0001]本专利技术属于橡胶助剂生产领域
，涉及一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法。

技术介绍

[0002]二硫化四苄基秋兰姆，简称TBzTD，其结构式如下：二硫化四苄基秋兰姆主要用作橡胶硫化促进剂，是橡胶促进剂秋兰姆类产品之一，为超速硫化促进剂，适用于天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶和乳胶，其硫化促进效果与TMTD相似，硫化速度稍逊于TMTD，但稳定性胜于TMTD。TBzTD广泛适用于制造电线电缆、轮胎、胶带、着色透明制品、鞋类、耐热制品等，并且不产生可致癌亚硝胺，是绿色、安全、环保、高效的橡胶硫化促进剂，《国家鼓励的有毒有害原料（产品）替代品目录（ 2016 年版）》中明确规定：橡胶硫化促进剂TBzTD（二硫化四苄基秋兰姆）代替橡胶硫化促进剂TMTD、TETD,加工安全性更好。TBzTD分子量大，熔点高，不易分解，不产生致癌亚硝胺，目前，已成为极具发展潜力的秋兰姆类硫化促进剂新品种。
[0003]二硫化四苄基秋兰姆的常规合成是在快速搅拌的情况下，往二苄胺碱水溶液或溶剂中滴加二硫化碳，然后经过双氧水等氧化剂氧化得到该产品，分两步，每一步都是强烈反应放热，必须适当控制滴加速度，防止局部温度升高的过快，并且二苄胺不溶于水，在与二硫化碳、液碱反应时呈现两相状态反应不均匀，造成产品分解和副反应的生产。如：CN 101462993A公开了一种橡胶促进剂二硫化四苄基秋兰姆制备方法：在搅拌状态下，向盛有水的反应釜依次加入二苄胺和氢氧化钠，降温20～30℃开始滴加二硫化碳，滴加时间2～3小时，搅拌0.5小时。升温58～63℃滴加过氧化氢进行氧化反应，时间3～4小时，氧化快结束时用硫酸调节PH值6.5～7.5,然后再保温1小时反应完成。此技术中，由于二苄胺不溶于水，在滴加二硫化碳时是二相反应，反应效果差，尤其后期氧化时更容易产生副反应；操作复杂到最后的调节PH值，由于参与反应的碱量大，硫酸调PH值时间长且量大，对反应效果不好；反应步骤多升温降温都有，浪费能源，得到成品中有大量灰色颗粒，造成产品纯度低。CN 103739534A公开了橡胶促进剂二硫化四苄基秋兰姆的合成方法：在反应釜中将溶剂和二苄胺混合后，在温度0 ～ 20℃的条件下滴加二硫化碳，滴加时间为 1.5 ～ 2 小时，搅拌反应 1 ～ 3 小时，再升温至 40 ～ 70℃，向反应物的液面以下缓慢通入压缩空气进行氧化反应，反应时间为 4 ～ 8 小时。此方法的弊端在釜式反应器中密封性差，排放出有机溶剂，生产过程中存在着重大的安全隐患，易燃易爆；工艺过程能耗高，且得到的产品熔点低，外观黄，难以满足市场的要求；反应步骤多时间长很难形成工业化连续生产。
[0004]因此，如何提高二苄胺在反应体系的分散程度，是提高反应收率并降低副反应发生的关键。CN110577481A公开了一种新型溶剂制备橡胶促进剂TBzTD的方法，以水和乙醇为溶剂，并向体系中添加蓖麻酸硫酸酯钠盐，乙醇与水互溶，添加蓖麻酸硫酸酯钠盐；蓖麻酸
硫酸酯钠盐增加油相与水相的接触面，从而使油相和水相更好的接触，使不溶于水的二苄胺和二硫化碳非常均匀的分散在水和乙醇的溶剂体系中，使反应原料更好的参与到反应中，蓖麻酸硫酸酯钠盐的添加很大程度上提升了产率，收率达98%以上。然而，该方法需要首先制备蓖麻酸硫酸酯钠盐，使得整体步骤繁琐，增加了能耗和废弃物。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对传统二硫化四苄基秋兰姆生产中存在的问题提出一种新型的制备二硫化四苄基秋兰姆的方法。
[0006]针对现有技术的不足，尤其是现有技术存在的反应强放热、能量难以及时移走造成反应混合物局部产生热点，易造成二硫化四苄基秋兰姆分解生成副产物的问题，以及现有技术生产出的产品存在产品质量稳定性差、生产消耗大、废弃物多废水COD高难处理和操作繁琐等问题。本专利技术提供一种转化率高、副产物少，废水中COD低的制备二硫化四苄基秋兰姆的方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术是采用下述的技术方案实现的：一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，步骤如下：（1）缩合反应：反应器中依次加入水、氢氧化钠水溶液、二苄胺后加入分散剂，然后滴加二硫化碳进行缩合反应，得到二苄基二硫代甲酸钠溶液；（2）氧化反应：二苄基二硫代甲酸钠溶液氧化反应后过滤、干燥，得到二硫化四苄基秋兰姆。
[0008]本专利技术的反应原理如下：步骤（1）的缩合反应：；步骤（2）的氧化反应：。
[0009]作为优选，步骤（1）中分散剂为十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、吐温20、古尔胶、脂肪酸甘油酯、OP
‑
10中的至少一种，使用重量为二苄胺重量的0.2～1.5%。
[0010]作为优选，步骤（1）中二苄胺和水的体积比为1:3～8，二苄胺：氢氧化钠：二硫化碳的摩尔比为1 ：（1.05～1.2）：（1.1～1.3）；氢氧化钠水溶的质量分数为30%
‑
40%。
[0011]作为优选，步骤（1）中缩合反应温度为30～50℃，反应时间为0.5～5h；缩合反应终点的控制为pH=7.5～9.5。
[0012]作为优选，步骤（1）中缩合反应温度为30～40℃，反应时间为1～3h。
[0013]作为优选，步骤（2）中氧化剂为硫酸水溶液和双氧水溶液的混合物，硫酸水溶液的质量浓度为90%
‑
98%，双氧水溶液的质量浓度为25%
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30%；二苄胺：硫酸：双氧水的摩尔比为1：（0.50～0.60）：（0.50～0.60）。
[0014]作为优选，步骤（2）中氧化剂采用滴加方式加入，滴加速度先慢后快，滴加时间为3
‑
5小时；氧化终点pH控制pH为6～8。
[0015]作为优选，步骤（2）中氧化反应温度为0～80℃，反应时间为3～10h。
[0016]作为优选，步骤（2）中氧化反应温度为60～80℃，停留时间为4～6h。
[0017]作为优选，反应器为釜式反应器、管道反应器或微反应装置中的任意一种。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1. 本专利技术在缩合反应过程中加入分散剂，反应体系形成均一的状态，反应过程在均一体系中进行，避免了现有技术中滴加二硫化碳时是二相反应，反应效果差的问题。同时，本专利技术不使用有机溶剂，采用水作为溶剂，大大降低了废水中的COD含量，测定废水中的COD含量为1000mg/L以下，易于废水处理。
[0019]2.本专利技术反应所需的原料少，加入分散剂后反应物转化率较高，副产物少，反应的选择性较高，产品质量高；解决了在制备二硫化四苄基秋兰姆在反应中因二相反应而形成强放热，难以控制温度和对设备的损耗低高等问题，提高了工作效率；同时，本专利技术该方法操作条件容易控制，具有良好的工业应用前景。
[0020]3.本专利技术反应所得到的二硫化四苄基秋兰姆产品质量好，外观为白色粉末，熔点130℃以上，纯度98%以上。本专利技术二硫化四苄基秋兰姆产品的收率高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，其特征在于，步骤如下：（1）缩合反应：反应器中依次加入水、氢氧化钠水溶液、二苄胺后加入分散剂，然后滴加二硫化碳进行缩合反应，得到二苄基二硫代甲酸钠溶液；（2）氧化反应：二苄基二硫代甲酸钠溶液氧化反应后过滤、干燥，得到二硫化四苄基秋兰姆。2.根据权利要求1所述制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，其特征在于，步骤（1）中分散剂为十二烷基硫酸钠、纤维素衍生物、吐温20、古尔胶、脂肪酸甘油酯、OP
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10中的至少一种，使用重量为二苄胺重量的0.2～1.5%。3.根据权利要求1所述制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，其特征在于，步骤（1）中二苄胺和水的体积比为1:3～8，二苄胺：氢氧化钠：二硫化碳的摩尔比为1 ：（1.05～1.2）：（1.1～1.3）；氢氧化钠水溶的质量分数为30%
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40%。4.根据权利要求1所述制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，其特征在于，步骤（1）中缩合反应温度为30～50℃，反应时间为0.5～5h；缩合反应终点的控制为pH=7.5～9.5。5.根据权利要求1所述制备二硫化四苄基秋兰姆的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王颖，王金才，宋长红，赵新远，尹传祥，田旭，
申请(专利权)人：山东斯递尔化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：