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CN102408367B - 橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法 - Google Patents

橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法 Download PDF

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陈建军
张智亮
訾伟旗
师新进
赵小峰
丁炳伟
李红良
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Abstract

一种橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法，以N-甲基苯胺、10-18%氨水与二硫化碳为反应物，以醋酸铜作为催化剂，在氧化剂作用下反应生成二甲基二苯基二硫化秋兰姆，所述的N-甲基苯胺、15%氨水与二硫化碳的摩尔比为1：1.05-1.3：1.1-1.5，催化剂用量为N-甲基苯胺质量的0.03-0.08%，所述氧化剂为双氧水和硫酸混合液。本发明以双氧水作氧化剂，废水生成量少，使本工艺更具环保性；此外，采用双氧水作氧化剂，常温下即可反应，节约能源。以氨水作溶剂，避免了废弃物芒硝的生成；采用醋酸铜作为催化剂，缩短了缩合反应时间。工艺流程短，生产成本低，增加了产品的竞争力。

Description

橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法
技术领域
本发明属于橡胶助剂技术领域，具体涉及一种橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法。
背景技术
近年来，随着橡胶加工业的快速发展，国内汽车工业、通讯产业的迅猛发展，带动橡胶加工业快速增长，给橡胶助剂行业的发展提供了前所未有的良好机遇。入世以来，我国橡胶促进剂产品的生产虽然己有大幅度提高，但在产品内在质量及“绿色”环保技术等方面仍存在很大发展空间。
秋兰姆是一类活性较大的促进剂，它的二硫化物和多硫化物亦是无硫硫化体系的硫化剂。目前应用较多的秋兰姆促进剂乃是四甲基而硫化秋兰姆，由它组成的低硫和无硫硫化体系的硫化胶，具有优良的耐热性能，抗撕性能及较小的压缩永久变形特点，其主要缺点是胶料的抗焦烧性能差，在硫化温度下流动时间短，工艺安全性差，硫化胶表面喷霜。橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆是一种绿色环保性橡胶硫化促进剂，可用于高低硫或无硫等硫化体系，既可作促进剂，又可作硫化剂。它有好的正硫化曲线，硫化速度快，后效性强。在耐老化，耐低温，耐粘油等方面都优于二硫化四甲基秋兰姆。而关于二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法至今尚无报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法如下，以N-甲基苯胺、10-18%氨水与二硫化碳为反应物，以醋酸铜作为催化剂，在氧化剂作用下反应生成二甲基二苯基二硫化秋兰姆，所述的N-甲基苯胺、15%氨水与二硫化碳的摩尔比为1：1.05-1.3：1.1-1.5，催化剂用量为N-甲基苯胺质量的0.03-0.08%，所述氧化剂为双氧水和硫酸混合液。
本发明的橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法是按下述步骤进行的：（1）将N-甲基苯胺、15%氨水分别投入缩合釜中，混合均匀后，加入催化剂醋酸铜，在转速120转/分下搅拌混合20-30分钟，密闭状态下缓慢滴加二硫化碳，温度保持在25-40℃之间，反应2-3小时后，继续搅拌20-30分钟；（2）在温度30-40℃ 之间缓慢滴加氧化剂，滴入量是理论摩尔量的1.15倍；保持温度在30-40℃ 之间继续反应2-3小时后，然后分离、干燥后得成品橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆。
所述的N-甲基苯胺、15%氨水（以氨的摩尔量计）与二硫化碳的摩尔比为1：1.1：1.15。
所述氧化剂中双氧水和硫酸的摩尔比为1：1-1.2。
本发明以N-甲基苯胺、二硫化碳、氨水为原料，醋酸铜为主的复配催化剂，双氧水为氧化剂合成二甲基二苯基二硫化秋兰姆，工艺操作简单，易实现工业化生产，设备投资少。以双氧水作氧化剂，废水生成量少，使本工艺更具环保性；此外，采用双氧水作氧化剂，常温下即可反应，节约能源。以氨水作溶剂，避免了废弃物芒硝的生成；采用醋酸铜作为催化剂，缩短了缩合反应时间。工艺流程短，生产成本低，增加了产品的竞争力。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做详细说明，但并不以任何方式限制本发明。
实施例1
（1）将1071.5gN-甲基苯胺、1246.7g15%氨水分别投入缩合釜中，混合均匀后，加入0.54g催化剂醋酸铜，在转速120转/分下搅拌混合25分钟，密闭状态下缓慢滴加875.6g二硫化碳，温度保持在30-35℃之间，反应2.5小时后，继续搅拌25分钟。
（2）在温度35-38℃ 之间缓慢滴加氧化剂，滴入量是N-甲基苯胺摩尔量的1.15倍；所述氧化剂为170g双氧水和490g硫酸的混合物。保持温度在38-40℃ 之间继续反应2.5小时后，然后分离、干燥后得成品橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆。
产品淡黄色粉末，初熔点180.3℃，加热减量≤0.10%，产品纯度97%，产品收率97.1%。
实施例2
（1）将1071.5gN-甲基苯胺、1190g15%氨水分别投入缩合釜中，混合均匀后，加入0.32g催化剂醋酸铜，在转速120转/分下搅拌混合20分钟，密闭状态下缓慢滴加837.5g二硫化碳，温度保持在25-30℃之间，反应3小时后，继续搅拌30分钟。
（2）在温度38-40℃ 之间缓慢滴加氧化剂，滴入量是N-甲基苯胺摩尔量的1.15倍；所述氧化剂为170g双氧水和539g硫酸的混合物。保持温度在30-35℃ 之间继续反应2小时后，然后分离、干燥后得成品橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆。
产品淡黄色粉末，初熔点181.4℃，加热减量≤0.10%，产品纯度98%，产品收率97.8%。
实施例3
（1）将1071.5gN-甲基苯胺、1473.3g15%氨水分别投入缩合釜中，混合均匀后，加入0.86g催化剂醋酸铜，在转速120转/分下搅拌混合30分钟，密闭状态下缓慢滴加1142.1g二硫化碳，温度保持在35-40℃之间，反应2小时后，继续搅拌20分钟。
（2）在温度30-35℃ 之间缓慢滴加氧化剂，滴入量是N-甲基苯胺摩尔量的1.15倍；所述氧化剂为170g双氧水和735g硫酸的混合物。保持温度在35-38℃ 之间继续反应2小时后，然后分离、干燥后得成品橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆。
产品淡黄色粉末，初熔点182.3℃，加热减量≤0.10%，产品纯度97.5%，产品收率97.6%。

Claims (1)

1.一种橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆的制备方法，其特征在于：
（1）将1071.5gN-甲基苯胺、1190g15%氨水分别投入缩合釜中，混合均匀后，加入0.32g催化剂醋酸铜，在转速120转/分下搅拌混合20分钟，密闭状态下缓慢滴加837.5g二硫化碳，温度保持在25-30℃之间，反应3小时后，继续搅拌30分钟；
（2）在温度38-40℃ 之间缓慢滴加氧化剂，滴入量是N-甲基苯胺摩尔量的1.15倍；所述氧化剂为170g双氧水和539g硫酸的混合物，保持温度在30-35℃ 之间继续反应2小时后，然后分离、干燥后得成品橡胶硫化促进剂二甲基二苯基二硫化秋兰姆；产品淡黄色粉末，初熔点181.4℃，加热减量≤0.10%，产品纯度98%，产品收率97.8%。
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