一种橡胶硫化剂DTDC的微反应合成方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，涉及一种利用微反应器合成硫化剂的方法。具体为一种利用微反应器制备新型橡胶硫化剂N,N

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶硫化剂DTDC的微反应合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种利用微反应器合成橡胶硫化剂N ,N
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二硫代二己内酰胺(DTDC)的方法。

技术介绍

[0002]橡胶材料是社会生活中的重要的基础材料之一，橡胶材料应用于社会生活的各个方面，如汽车轮胎，密封材料，传送带，减震材料，电器绝缘材料等。由于大部分橡胶是有机高分子，橡胶在使用过程中受到环境中氧气、温度、湿度、金属离子等影响，其性能会下降，最终导致橡胶材料破坏无法使用。
[0003]为了改善橡胶的老化性能，其中的方法之一为使用高效的硫化剂即硫磺给予体，改善橡胶里硫磺的交联网络。在这方面，如作为硫磺给予体，二硫代二吗啉(DTDM) 、N ,N
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二硫代二己内酰胺(DTDC)、秋兰姆类产品、烷基酚二硫化物等都能在橡胶硫化过程中释放单个或多个硫磺分子，从而在橡胶中形成单硫或双硫结构的交联结构。由于单硫键和双硫键是比较稳定的，因此，使用这些类型的硫磺给予体进行交联后，橡胶的网络结构稳定，橡胶的耐热性、耐压缩性和定伸应力都得到提高。
[0004]N ,N
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二硫代二己内酰胺(DTDC)是橡胶硫化剂中的一种，主要用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶的硫化剂。可部分或者全部代替硫磺，DTDC硫化的橡胶制品具有良好的力学性能，耐热，耐老化，压缩永久变形小。和硫化剂DTDM相比，由于在使用过程中不产生致癌物质亚硝胺，是一种环保的硫化剂。硫化剂DTDC是轮胎等大型模型橡胶制品、耐热橡胶制品等橡胶制品的最佳硫化剂。
[0005]现有的N ,N
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二硫代二己内酰胺的合成普遍采用二氯乙烷、三氯乙烯、DMF、石油醚等溶剂，存在溶剂毒性较大，难以回收的问题。现有合成技术产率在80％左右，纯度96％以下，产品收率和熔点偏低，且在制备过程中废水量大。
[0006]因此，研究开发出一种具有更高收率和更高纯度的硫化剂DTDC制备方法，该方法具有原料可循环利用、洁净环保的优点，能解决现有制备方法产品质量及收率较低，以及废水污染环境的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种利用微反应器制备橡胶硫化促进剂DTDC的方法，解决现有合成技术中，产品质量及收率较低，以及废水污染环境的问题。采用己内酰胺与一氯化硫为反应物，以甲苯、石油醚、乙酸乙酯、二氯乙烷中的一种为溶剂，经过在微反应器内的充分混合反应合成得到N ,N '二硫代二己内酰胺(DTDC)，该方法制得的DTDC纯度达98％以上，初熔点133℃以上，收率93％以上。
[0008]本专利技术提供的，一种利用微反应器制备橡胶硫化促进剂DTDC的方法，所述制备方法包括以下步骤：1.将己内酰胺充分搅拌溶解于溶剂中，随后将一氯化硫也溶解在溶剂中，通过进
料泵将两股原料打入微反应器进行反应。通过控制泵的流速来调整进料的量；2.对反应液进行处理后得到粗品。对粗品进行重结晶得到纯品。
[0009]所述的溶剂为甲苯、石油醚、乙酸乙酯、二氯乙烷中的一种。
[0010]所述己内酰胺与溶剂的质量比为1:3～6；优选的，所述己内酰胺与溶剂的质量比为1:3.5～5。二氯化二硫与溶剂的质量比为1:3～5。
[0011]所述一氯化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4～5；优选的，一氯化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4.1～4.3。
[0012]所述反应温度为30～55℃，在微反应器内的反应时间为1.0～8.0min（分钟）。进一步的，在微反应器内优选的反应时间为2.0～6.0min。
[0013]所述制备方法还包括将反应液进行分离的步骤，包括蒸馏回收溶剂，在固体物料中加入碱溶液进行中和、分水，随后对固体物料进行干燥，得到DTDC粗品；更进一步的，对粗品进行重结晶，得到DTDC纯品。
[0014]蒸馏回收溶剂利用旋转蒸发仪进行。
[0015]更进一步的，对粗品进行重结晶，得到DTDC纯品。重结晶溶剂为乙醇、甲醇或者乙酸乙酯中的一种。
[0016]专利技术效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种利用微反应器制备橡胶硫化促进剂DTDC的方法，所述制备方法采用己内酰胺与一氯化硫为反应物，以甲苯、石油醚、乙酸乙酯、二氯乙烷中的一种为溶剂，经微反应器合成得到粗品N ,N '二硫代二己内酰胺(DTDC)，对粗品进行重结晶，得到DTDC纯品。重结晶溶剂为乙醇、甲醇或者乙酸乙酯中的一种。该方法制得的DTDC纯度达98％以上，初熔点133℃以上，收率93％以上。该方法有效解决了现有DTDC制备方法产品质量及收率较低，原料己内酰胺消耗量大，以及加工废水污染环境的问题，充分满足了节能环保的生产要求。
具体实施方式
[0017]下面结合实施例对本专利技术处理方法加以详细说明。
[0018]实施例1以甲苯为溶剂，将己内酰胺和二氯化二硫分别溶解在溶剂中，通过控制泵的流速来调节原料进料的量。
[0019]控制己内酰胺与溶剂的质量比为1:3，二氯化二硫与溶剂的质量比为1:3。一氯化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4.1（0.1mol二氯化二硫，0.41mol己内酰胺），反应温度50℃，在微反应器内的反应时间为6min。
[0020]蒸馏回收溶剂，在固体物料中加入碱溶液进行中和、分水，随后对固体物料进行水洗干燥，得到DTDC粗品27.40g，N ,N '二硫代二己内酰胺纯度98.2%，收率95%。
[0021]实施例2以甲苯为溶剂，将己内酰胺和二氯化二硫分别溶解在溶剂中，通过控制泵的流速来调节原料进料的量。
[0022]控制己内酰胺与溶剂的质量比为1:3.5，二氯化二硫与溶剂的质量比为1:4。一氯
化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4.2（0.1mol二氯化二硫，0.42mol己内酰胺），反应温度55℃，在微反应器内的反应时间为6min。
[0023]蒸馏回收溶剂，在固体物料中加入碱溶液进行中和、分水，随后对固体物料进行水洗干燥，得到DTDC粗品27.34g，N ,N '二硫代二己内酰胺纯度98.4%，收率94.8%。
[0024]实施例3以甲苯为溶剂，将己内酰胺和二氯化二硫分别溶解在溶剂中，通过控制泵的流速来调节原料进料的量。
[0025]控制己内酰胺与溶剂的质量比为1:4，二氯化二硫与溶剂的质量比为1:4。一氯化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4.1（0.1mol二氯化二硫，0.41mol己内酰胺），反应温度45℃，在微反应器内的反应时间为2.0min。
[0026]蒸馏回收溶剂，在固体物料中加入碱溶液进行中和、分水，随后对固体物料进行水洗干燥，得到DTDC粗品25.96g，N ,N '二硫代二己内酰胺纯度97.5%，收率90%。
[0027]实施例4以乙酸乙酯为溶剂，将己内酰胺和二氯化二硫分别溶解在溶剂中，通过控制泵的流速来调节原料进料的量。
[0028]控制己内酰胺与溶剂的质量比为1:5，二氯化二硫与溶剂的质量比为1:4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶硫化剂DTDC的微反应合成方法，其特征是利用微反应器进行橡胶硫化剂N ,N
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二硫代二己内酰胺DTDC的合成，包括以下步骤：A．将己内酰胺充分搅拌溶解于溶剂中，将一氯化硫也溶解在溶剂中，经进料泵将两股原料打入微反应器进行反应；通过控制进料泵的流速来调整进料的量；B．对反应液进行处理后得到粗品，对粗品进行重结晶得到纯品。2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述溶剂为甲苯、石油醚、乙酸乙酯、二氯乙烷中的一种。3.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于己内酰胺与溶剂的质量比为1:3～6，优选1:3.5～5。4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述一氯化硫与己内酰胺的摩尔比为1:4～5；优选1:4.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蓉蓉，杨忠林，付春，韦志强，金钢，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司中国石化集团南京化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：