[發明專利]一種制備防老劑3100的方法

有效

• 申請號: 201210013489.7
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102584596A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 儲云仙;俞大偉
• 申請（專利權）人: 宜興市聚金信化工有限公司
• 主分類號: C07C209/18
• 分類號: C07C209/18;C07C211/55
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于精細化工領域，涉及一種低成本、節能高效的制備防老劑3100的方法。

背景技術

防老劑3100的有效成分是N-苯基-N′-鄰甲苯基對苯二胺、N，N′-二苯基對苯二胺、N，N′-二鄰甲苯基對苯二胺的混合物，系對苯二胺類防老劑，可防臭氧，抗曲撓耐龜裂性能與防老劑4010NA和6PPD相似，遠比防老劑A、D要好。防老劑3100長期性能佳，尤其是與防老劑6PPD或4010NA1∶1并用，是提高輪胎使用壽命最好的抗臭氧體系，其原因是兩種類型對苯二胺具有協同效應，防老劑6PPD或4010NA在早期提供必要的短期防護作用，而防老劑3100則起到長期的防護作用。由于防老劑3100的分子結構兩邊的苯環上引起一個或兩個增溶基因，故其在橡膠中的溶解度大增，噴霜性也低得多，允許在膠料中有較大的用量。防老劑3100由于其堿性小，對硫化和焦燒基本無影響，抗金屬毒害性是對苯二胺類防老劑最強的，發揮防護效果時間最長，因此特別適合于使用條件苛刻的載重胎、越野胎以及各種子午線胎及斜交胎。防老劑3100還能徹底改變應用防老劑6PPD和4010NA輪胎外觀變紅的缺陷。

目前國外許多大的橡膠輪胎公司正積極開發防老劑3100的配方來代替防老劑4010NA，該產品在國內也已被廣泛地應用于斜交胎及子午線輪胎，受到輪胎及橡膠加工業的普遍歡迎，具有較廣闊的應用前景。

防老劑3100目前生產方法采用對苯二酚、苯胺和鄰甲苯胺在催化劑作用下經過高溫條件進行縮合脫水、中和、水洗、蒸餾得到。所述已有的防老劑3100制備或生產工藝都是以對苯二酚為原料，在催化劑三氯化鐵或磷酸等無機酸或路易斯酸催化劑作用下經過縮合反應和一系列的后處理步驟得到成品，反應溫度高達240～250℃，造成設備嚴重腐蝕。由于反應溫度高，也會造成物料焦化，產品有效成分含量不高，一般在80～85％左右。同時由于原料對苯二酚市場價格波動大，造成防老劑3100生產成本過高，極大限制了其應用的領域和范圍。而且現有工藝使用堿中和、水洗過程達到除去無機催化劑的目的，水洗過程廢水量大，污染嚴重，且難于操作。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述工藝存在的缺陷，提供一種以對氨基苯酚與苯胺、鄰甲苯胺混合物為原料在有機磺酸催化劑作用下制備防老劑3100的方法。

本發明目的是通過以下方案實現的：

一種制備防老劑3100的方法，該方法包括以下步驟：將苯胺、鄰甲苯胺按1∶0.5～4的重量比例混合，攪拌升溫到60～70℃，依次加入對氨基苯酚、有機磺酸催化劑和共沸溶劑，在溫度為110～220℃條件下進行縮合反應，在反應同時，生成的水和氨在共沸溶劑的作用下被連續導出，反應結束后(待反應不再生成水時，反應達到終點)，將反應液降溫至100～140℃，趁熱過濾，再將濾液蒸餾除雜。

所述的反應結束后，優選降溫至100～110℃，熱過濾也優選在100～110℃溫度范圍內。將反應液熱過濾，可除去反應液中的催化劑，過濾出的催化劑可套用于下批次反應；過濾后的反應液可減壓蒸餾除雜，即除去未反應的苯胺、鄰甲苯胺、共沸溶劑及反應副產物。

所述的對氨基苯酚與苯胺和鄰甲苯胺二者之和(即苯胺和鄰甲苯胺混合物)的摩爾比為1∶1～4，優選1∶2～3。所述的苯胺與鄰甲苯胺的重量比優選為1∶1.6～2.5，最優選1∶1.6～2.2。

反應所使用的有機磺酸催化劑為苯磺酸、對甲苯磺酸、間苯二磺酸、對氨基苯磺酸或其任意混合物。催化劑用量為對氨基苯酚重量的1～10％，優選為3～5％。

反應使用的共沸溶劑為苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、環己烷或其任意混合物，共沸溶劑用量為對氨基苯酚用量的3～7％。縮合反應溫度優選為210～220℃，反應時間優選為4～6小時。加入對氨基苯酚、有機磺酸催化劑和共沸溶劑后，升溫到縮合反應溫度的時間優選為20～30分鐘內。在制備過程中采用依次加入對氨基苯酚、有機磺酸催化劑和共沸溶劑的順序，有效避免了反應液結塊，有利于反應進行。

相對于現有技術，本發明具有如下優點：1)本發明采用市場價廉易得的對氨基苯酚為原料，降低了50％的原料成本。2)本發明創造性地提出以有機磺酸代替現有工藝使用的無機催化劑，將反應溫度由240～250℃降低了至少20℃，有效避免了設備的腐蝕和物料的焦化，同時將產品的有效成分含量提高到90％以上。3)本發明反應完成后直接采用熱過濾的方法除去反應液中的催化劑，省去了水洗過程，減少95％以上的廢水，簡化了操作，而且催化劑可以繼續套用于下批反應3)本發明原料轉化率高，有效成分含量高，成本低，特別適合于工業化生產。