【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；属于聚合物引发剂开发。
技术介绍
1、众所周知，正丁基锂(nbl)主要用作阴离子聚合物的引发剂，其传统的方法是采作金属锂与氯代正丁烷(nbc)在液态烃溶液中即可进行反应，但如果采用铸造锂或锂锭、锂带或由其切割的块状锂与nbc反应，即使在高过量的锂或搅拌时间长达10小时以上，其nbc的反应转化率和nbl收率均较低。究其根源是在切割的块状锂与nbc反应后生成的氯化锂裹复在金属锂的表面形成了保护层，钝化了锂的活性，阻隔了nbc与锂的接触的面积。研究发现，采用正已烷作溶剂的体糸锂丝与nbc反应中，因锂的密度为0.53而小于正已烷，锂丝首先漂浮于正已烷的上面，随着滴加反应环境中的nbc与锂表面的碰撞，生成的nbl溶解于溶剂中，而副产的氯化锂粘附于锂的表面，随氯化锂裹复在锂表面的厚度增加，其锂的密度也随之增大而沉入溶液的下部，即使锂过量再大，要将氯丁烷反应完全是件困难而漫长的过程。
2、如在专利(us5523447)中描述了一克当量的20微米的锂粒(锂砂)的表面积为13000cm2，而一厘米×一厘米×一厘米锂立方体表面积为79cm2，分散的锂砂是其表面积的166倍，人们发现只要3-20对应量(237-1580cm2)与对应量的nbc相当的反应时间约为2-3小时，可完成产量>87.8％，并指出了锂的比表面积愈大，反应时间愈短，nbl产率愈高的规律。所以上述专利提供了一种在经济上可行、能在1-10小时快速制备高产率、易分离的有机锂化合物溶液的方法。上述专利是将尺寸为0.635cm
3、为了满足工业生产要求，现有的nbl工业生产技术普遍采用锂砂与nbc来制备，其制作方法是先将锂棒投入置有白油的熔解釜中，于200-230℃下将锂棒熔化并在高速搅拌下将锂熔体分散，然后骤冷，分散的锂在白油中形成锂砂。再将含有白油的锂砂置于正已烷中与定量的nbc反应5-6小时即得nbl的粗产物，产物经过滤脱盐和不溶物即得nbl的已烷溶液。
4、现有锂砂法制备nbl具有以下特点：制备的锂砂粒子20微米，表面积近13000cm2,可在锂/nbc＝2.3-2.5(摩尔比)下定量将nbc完全转化，反应时间短。其缺陷是制备的nbl的流程中不仅增加了锂砂单元制程，制备过程中需高温、高速搅拌和骤冷、对现有工业装备要求高，且还不能大规模化生产，悬在白油中的锂砂无法准确计量，只能熔化一釜锂棒制备一釜丁基锂，大规模生产制备中的生产效率低，目前市售的锂砂或锂粉单价为32000元/kg，且尚无工业商品。
5、针对上述nbl制备过程中的反应属于非均相反应及存在的缺陷，本专利技术首次在工业上采用搅拌剪切一次法，以毫米级别的金属锂作原料直接与定量的nbc反应高效率制备nbl。
技术实现思路
1、针对上述nbl制备过程中存在的缺陷，本专利技术的目的是选用毫米级别的金属锂与氯丁烷(nbc)在稍高于理论配比下直接一次性高效果制备nbl的方法。
2、本专利技术的第二个目的是寻找一个操作方便、工艺简单、便于工业化应用、低成本高效率制备nbl的方法，以锂粒子与nbc接触，采用反应和剪切锂粒子协同进行一次性直接高效率和高收益制备nbc的工艺技术，制备的nbl以满足阴离子聚合物用引发剂的需要。
3、针对上述所述的专利技术目的：本专利技术提供了一种nbl的制作方法。
4、该方法是以毫米级锂金属为锂源；将锂源与氯代正丁烷(nbc)置于装有有机溶剂的反应釜内；搅拌反应得正丁基锂(nbl)粗产物；然后过滤；滤液即为正丁基锂(nbl)的溶液；所述反应釜内设有横向的搅拌棒、纵向的折流板；所用毫米级锂金属与nbc的摩尔比为：n(锂)/n(nbc)＝2.2-2.5。
5、本专利技术将市售的锂棒或锂粒子投入置有溶剂的反应釜中，然后加入定量的nbc，于设定的温度下搅拌并剪切锂棒或锂粒子，搅拌反应一定时间后即得nbl粗产物，最后将nbl粗产物经过滤脱除不溶性的氯化锂及其它杂质，滤液即为nbl的溶液。
6、本专利技术所述毫米级锂金属中，至少有一个维度的尺寸小于25mm。
7、在工业上应用时；毫米级锂金属包括市售的锂棒。如欧金实业公司生产的6×20(mm)、2.5×4(mm)和5×5(mm)等型号的工业锂。当然锂片也可以用于本专利技术，如(8mm-12mm)×10mm×(1.5mm-2.0mm)的锂片。只要尺寸满足上述要求，金属锂的形状可以不受控制。如锂棒、锂片、锂箔、异形锂粒子等等。
8、本专利技术中，剪切锂棒或锂粒子的过程是在带有搅拌的反应器中的溶剂环境中进行，该反应环境由反应釜和设有横向的搅拌棒、纵向的折流板(本专利技术中设定为剪切棒)及溶剂组成。
9、作为优选；本专利技术中所述反应釜为立式反应釜；所述立式反应釜包括釜体5、第一搅拌轴3、第二搅拌轴4、搅拌叶组1和折流剪切组2；所述第一搅拌轴3设有搅拌叶组1；第二搅拌轴4上设有折流剪切组2；搅拌叶组1与折流剪切组2交替布置。第一搅拌轴3垂直设计，第二搅拌轴4与水平面成0-5°布置。优选为，第二搅拌轴4呈水平布置。
10、作为优选；搅拌叶组1中任意一搅拌叶与水平面的夹角小于5°；优选为0°；
11、作为进一步的优选；搅拌叶组1的搅拌棒为圆棒式，圆棒表面设置有齿式棱锥尖(形如狼牙棒)，棱锥尖6的高度4-6mm,棱锥尖6的密度为1-2个/cm2，搅拌棒的长/径＝10-20，搅拌棒水平横向设置，多个搅拌棒水平设置并纵向并列为一组,一组搅拌叶组含有至少2层搅拌棒层，同一搅拌棒层上的搅拌棒在同一平面上。在高度方向，相邻搅拌叶的间距为8-15cm；每组搅拌叶组1上的搅拌叶，其一端固定在直立的第一搅拌轴3上，另一端距反应器壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：以毫米级锂金属为锂源；将锂源与氯代正丁烷置于装有有机溶剂的反应釜内；搅拌反应得正丁基锂粗产物；然后过滤；滤液即为正丁基锂的溶液；所述反应釜内设有横向的搅拌棒、纵向的折流板；所用毫米级锂金属与NBC的摩尔比为：n(锂)/n(NBC)＝2.2-2.5。
2.根据权利要求1所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：所述毫米级锂金属中，至少有一个维度的尺寸小于25mm。
3.根据权利要求3所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：所述立式反应釜包括釜体(5)、第一搅拌轴(3)、第二搅拌轴(4)、搅拌叶组(1)和折流剪切组(2)；所述第一搅拌轴(3)设有搅拌叶组(1)；第二搅拌轴(4)上设有折流剪切组(2)；搅拌叶组(1)与折流剪切组(2)交替布置:第一搅拌轴(3)垂直布置，第二搅拌轴(4)与水平面成0-5°布置。
4.根据权利要求1所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：第二搅拌轴(4)呈水平布置；搅拌叶组(1)中任意一搅拌叶与水平面的夹角小于5°。
5.根据
6.根据权利要求5所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：
7.根据权利要求3所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：折流剪切组(2)的搅拌叶为立式布置的带棱锥尖(6)的搅拌棒；棱锥尖(6)的高度4-6mm,棱锥尖(6)的密度为1-2个/cm2，搅拌棒的长/径＝10-20；
8.根据权利要求7所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：折流剪切组(2)中所布置的搅拌棒在竖直方向的同一圆上，至少均匀布置有2根搅拌棒；
9.根据权利要求8所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：相邻的搅拌叶组1和折流剪切组2之间的间距为10-15cm。
10.根据权利要求8所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：所述第一搅拌轴(3)与第二搅拌轴(4)工作时的转速为150-300r/min；
...【技术特征摘要】
1.一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：以毫米级锂金属为锂源；将锂源与氯代正丁烷置于装有有机溶剂的反应釜内；搅拌反应得正丁基锂粗产物；然后过滤；滤液即为正丁基锂的溶液；所述反应釜内设有横向的搅拌棒、纵向的折流板；所用毫米级锂金属与nbc的摩尔比为：n(锂)/n(nbc)＝2.2-2.5。
2.根据权利要求1所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：所述毫米级锂金属中，至少有一个维度的尺寸小于25mm。
3.根据权利要求3所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：所述立式反应釜包括釜体(5)、第一搅拌轴(3)、第二搅拌轴(4)、搅拌叶组(1)和折流剪切组(2)；所述第一搅拌轴(3)设有搅拌叶组(1)；第二搅拌轴(4)上设有折流剪切组(2)；搅拌叶组(1)与折流剪切组(2)交替布置:第一搅拌轴(3)垂直布置，第二搅拌轴(4)与水平面成0-5°布置。
4.根据权利要求1所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：第二搅拌轴(4)呈水平布置；搅拌叶组(1)中任意一搅拌叶与水平面的夹角小于5°。
5.根据权利要求3所述的一种剪切金属锂制备正丁基锂的方法；其特征在于：搅拌叶组(1)的搅拌棒为圆棒式，圆棒表面设置有齿式棱锥尖，棱锥尖(6)的高度4-...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤儒超，吕志龙，李望明，付为金，方雄，张建国，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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