專利名稱：減少含硫硅烷中乙醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少含硫硅垸中乙醇的方法，從而可在橡膠混煉過程中減少乙醇揮 發(fā)物。
背景技術(shù)：
含硫硅烷是生產(chǎn)綠色環(huán)保輪胎必不可少的助劑之一，廣泛用于硫磺硫化橡膠制品 中。但由于含硫硅烷分子中通常有6個(gè)乙醇基團(tuán)，在橡膠混煉過程中，含硫硅烷分子中 乙醇基團(tuán)與橡膠中的填料(如白碳黑)發(fā)生反應(yīng)，形成硅-氧-硅鍵，乙醇被釋放出來， 給安全、勞動(dòng)衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)帶來危害。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是現(xiàn)有含硫硅垸在橡膠混煉過程中所存在的乙醇的揮 發(fā)問題，提供一種減少含硫硅垸中乙醇的方法。為解決述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案在催化劑存在下通過將含硫硅垸中的乙氧基與二元醇發(fā)生酯交換，得到幾乎不含乙 醇基團(tuán)的含硫硅烷化合物，具體包括如下步驟1) 將含硫硅垸、二元醇和乙醇按l: 3-3.6: 5-10的摩爾比投入反應(yīng)器中，同時(shí)加 入鈦酸酯催化劑；2) 將反應(yīng)器中的的物料升溫至有回流，然后將反應(yīng)溫度控制在60°C-120°C，反應(yīng) 時(shí)間1-10小時(shí)；3) 反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸出反應(yīng)物中的大多數(shù)乙醇；4) 繼續(xù)升溫至12(TC時(shí)改為負(fù)壓蒸餾，蒸出反應(yīng)物中殘留的乙醇和未反應(yīng)的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘干。5) 將反應(yīng)物冷卻到-2(TC-3(TC下進(jìn)行粉碎。步驟1)中的催化劑為正鈦酸四異丙酯或正鈦酸四酯，其重量用量為含硫硅烷和高 級(jí)醇的總量的100-10000ppm。步驟1)中的二元醇為HO—Alk—OH其中Alk—為2-3個(gè)碳原子的二價(jià)烴，優(yōu)選乙二醇、丙二醇。 步驟4)是在-0.09MPa以上的真空下進(jìn)行。 本發(fā)明所涉及的化學(xué)反應(yīng)式如下 (EtO) 3Si-Alk-Sx -Alk-Si (EtO)3 (含硫硅烷)+3HO-Alk-OH (二元醇)+催化劑 ——^反應(yīng)生成的單體和多聚體有機(jī)硅烷化合物，其中 Alk—為l-8個(gè)碳原子的二價(jià)烴； m— 為1-3的常數(shù)； x—為1-10的常數(shù)。本發(fā)明除去除最后殘留的乙醇及未反應(yīng)的原料需在-0. 09MPa以上的真空下進(jìn)行外， 其余反應(yīng)過程在常壓下進(jìn)行。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、 本發(fā)明工藝簡(jiǎn)，易于實(shí)施；2、 由本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有較高的閃點(diǎn)，產(chǎn)品經(jīng)測(cè)定乙醇基團(tuán)的含量小于10%，產(chǎn) 品中乙醇基減少量達(dá)到90%以上，在使用過程中幾乎不釋放出乙醇；3、 有利于操作人員的身體健康和環(huán)境保護(hù)；4、 提高了橡膠混煉工藝的安全性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l在配有攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)二硫化物，加入250.8(3.3摩爾)克丙二醇，加入230克乙醇，在攪拌下加 入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)80'C時(shí)有乙醇回流，保溫反應(yīng)每一小時(shí)取樣 化驗(yàn)，反應(yīng)第1小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為50%，當(dāng)反應(yīng)到第5小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為93%，反應(yīng)持續(xù)時(shí) 間5小時(shí)。保溫結(jié)束常壓蒸出乙醇，最后在-0.1MPa真空下進(jìn)行蒸餾，當(dāng)物料溫度在120'C 沒有物料流出時(shí)，停止蒸餾，冷卻烘干粉碎，產(chǎn)品為黃色固體粉末，得率95.3%。實(shí)施例2在配有攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入474克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)二硫化物，加入250.8(3.3摩爾)克丙二醇，加入460克乙醇，在攪拌下加入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)80'C時(shí)有乙醇回流，保溫反應(yīng)每一小時(shí)取樣 化驗(yàn)，反應(yīng)第1小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為52%，當(dāng)反應(yīng)到第5小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為90%，反應(yīng)持續(xù)時(shí) 間5小時(shí)。保溫結(jié)束常壓蒸出乙醇，最后在-0.1MPa真空下進(jìn)行蒸餾，當(dāng)物料溫度在120°C 沒有物料流出時(shí)，停止蒸餾，冷卻烘干粉碎，產(chǎn)品為黃色固體粉末,得率93.7%。實(shí)施例3在配有攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)四硫化物，加入186(3摩爾)克乙二醇，加入460克乙醇，在攪拌下加入5 克正鈦酸四丁酯，升溫，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)8(TC時(shí)有乙醇回流，保溫反應(yīng)每一小時(shí)取樣化驗(yàn)， 反應(yīng)第1小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為48%，當(dāng)反應(yīng)到第5小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為87%，當(dāng)反應(yīng)到第7小時(shí)， 轉(zhuǎn)化率為93%，當(dāng)反應(yīng)到第10小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為95%，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間10小時(shí)。保溫結(jié)束 常壓蒸出乙醇，最后在-0.1MPa真空下進(jìn)行蒸餾，當(dāng)物料溫度在120。C沒有物料流出時(shí)， 停止蒸餾，冷卻烘干粉碎，產(chǎn)品為黃色固體粉末,得率97.7%.。實(shí)施例4在配有攪拌器、溫度計(jì)和蒸餾冷凝器的三口燒瓶中加入538克(l摩爾)雙(三乙 氧基丙基)四硫化物，加入223.2(3.6摩爾)克乙二醇，加入300克乙醇，在攪拌下加 入5克正鈦酸四丁酯，升溫，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)80'C時(shí)有乙醇回流，保溫反應(yīng)每一小時(shí)取樣 化驗(yàn)，反應(yīng)第1小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為57%，當(dāng)反應(yīng)到第5小時(shí)，轉(zhuǎn)化率為91%，反應(yīng)持續(xù)時(shí) 間5小時(shí)。保溫結(jié)束常壓蒸出乙醇，最后在-0.1MPa真空下進(jìn)行蒸餾，當(dāng)物料溫度在120'C 沒有物料流出時(shí)，停止蒸餾，冷卻烘干粉碎，產(chǎn)品為黃色固體粉末，得率96.3%.
權(quán)利要求
1、一種減少含硫硅烷中乙醇的的方法，其特征在于包括如下步驟1)將含硫硅烷、二元醇和乙醇按1∶3-3.6∶5-10的摩爾比投入反應(yīng)器中，同時(shí)加入鈦酸酯催化劑；2)將反應(yīng)器中的的物料升溫至有回流，然后將反應(yīng)溫度控制在60℃-120℃，反應(yīng)時(shí)間1-10小時(shí)；3)反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸出反應(yīng)物中的大多數(shù)乙醇；4)繼續(xù)升溫至120℃時(shí)改為負(fù)壓蒸餾，蒸出反應(yīng)物中殘留的乙醇和未反應(yīng)的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘干。5)將反應(yīng)物冷卻到-20℃-30℃下進(jìn)行粉碎。
2、 如權(quán)利要求1所述減少含硫硅烷中乙醇的的方法，其特征在于步驟1)中的催 化劑為鈦酸四異丙酯或正鈦酸四丁酯，其重量用量為含硫硅烷和二元醇的總量的 100-10000ppm。
3、 如權(quán)利要求1所述減少含硫硅垸中乙醇的的方法，其特征在于步驟1)中的二 元醇為HO—Alk—OH 其中Alk—為2-3個(gè)碳原子的二價(jià)烴。
4、 如權(quán)利要求3所述減少含硫硅垸中乙醇的的方法，其特征在于二元醇優(yōu)選乙二 醇、丙二醇。
5、 如權(quán)利要求1所述減少含硫硅垸中乙醇的的方法，其特征在于步驟4)是在 -0.09MPa以上的真空下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少含硫硅烷中乙醇的方法，其特征在于包括如下步驟1)將含硫硅烷、二元醇和乙醇按1∶3-3.6∶5-10的摩爾比投入反應(yīng)器中，同時(shí)加入鈦酸酯催化劑；2)將反應(yīng)器中的物料升溫至有回流，然后將反應(yīng)溫度控制在60℃-120℃，反應(yīng)時(shí)間1-10小時(shí)；3)反應(yīng)結(jié)束后常壓蒸出反應(yīng)物中的大多數(shù)乙醇；4)繼續(xù)升溫至120℃時(shí)改為負(fù)壓蒸餾，蒸出反應(yīng)物中殘留的乙醇和未反應(yīng)的二元醇至沒有餾分流出為止，出料烘干；5)將反應(yīng)物冷卻到-20℃-30℃下進(jìn)行粉碎。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。具有安全性、環(huán)保性。
文檔編號(hào)C07F7/18GK101245082SQ20081001981
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者李鐘寶, 寧 梅, 陶再山 申請(qǐng)人:南京曙光硅烷化工有限公司