[發明專利]一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯劑的方法

有效

• 申請號: 201210400346.1
• 申請日: 2012-10-21
• 公開（公告）號: CN102875587A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王燦;陳圣云;靳軍;阮少陽;王欣;胡江華;甘書官
• 申請（專利權）人: 荊州市江漢精細化工有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所 42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本發明涉及一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯劑的方法，屬有機化學技術領域。

背景技術

含硫硅烷是一種常規硅烷偶聯劑，主要用作輪胎橡膠的添加劑，用來提高輪胎的抗撕裂、耐磨耗、濕地抓著力等性能。含硫硅烷目前應用最多的是雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物，主要為雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物和雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，其用量占含硫硅烷總量的90%以上。其雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物的合成方法，主要是用多硫化鈉與3-氯丙基三乙氧基硅烷反應得到粗品，再經系列提純處理得到其產品。其中多硫化鈉的質量水平是影響含硫硅烷質量好壞的最關鍵因素。

多硫化鈉的制備，國內主要是用硫化鈉與硫磺在高溫條件下反應生成無水多硫磺化鈉固體，另外也有用金屬鈉與硫磺反應制備多硫化鈉的方法。前一種方法存在的問題是：國內生產的硫化鈉純度不高，其含有的雜質成份較多，生產出來的多硫化鈉對含硫硅烷的產品質量影響較大；多硫化鈉生產過程中硫磺揮發氧化比較嚴重，其也會導致產品生產質量波動大，環境污染嚴重。后一種方法存在的問題是：采用金屬鈉與硫磺反應制備的多硫化鈉的品質較好，但其成本太高，不適合規模化工業生產。同時也由于金屬鈉很易自燃，其生產過程中的危險系數較大。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種方法簡單、成本低廉的利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯劑的方法。

本發明的技術方案是：

一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯劑的方法，其特種在于：它包括以下步驟：

（1）、在帶有機械攪拌、溫度計、冷凝管的燒瓶中，將氫氧化鈉(NaOH)和水攪拌溶解配制成氫氧化鈉(NaOH)水溶液，并升溫至50~100℃。氫氧化鈉(NaOH)與水的質量比為1:1~1:5，在溶液中加入硫磺(S)、加熱攪拌，使氫氧化鈉(NaOH)、硫黃(S)以水作溶劑的條件下反應生成多硫化鈉(Na2Sx)水溶液。其中氫氧化鈉(NaOH)、硫黃(S)的質量比為1:0.8~1:1.5、加熱溫度60~105℃，反應時間2~5h，攪拌速度500~1500r/min。

（2）、將多硫化鈉(Na2Sx)水溶液先在常壓蒸餾條件下脫出大部分的水，再加熱抽真空蒸餾進行深度脫水干燥，制成黃色無水多硫化鈉與硫代硫酸鈉固體混合物。常壓脫水溫度95~110℃，脫水時間4~6h；真空脫水溫度為100~130℃，真空度高于-0.099MPa，脫水時間5~10h。真空脫水完成后降溫到50℃以下用氮氣放空，以防止多硫化鈉與硫代硫酸鈉固體混合物氧化或吸潮。

（3）、將得到的混合物在帶機械攪拌的燒瓶中與無水乙醇按1:2~1:3質量比混合，加熱到50~75℃以500~1000r/min轉速攪拌使多硫化鈉溶解；接著升溫到72~78℃，同時滴加3-氯丙基三乙氧基硅烷，反應生成雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物的混合物粗品。

（4）、將混合物粗品進行過濾，以濾出反應生成的硫代硫酸鈉(Na2S2O3)、氯化鈉(NaCl)固體,?得到濾液。將所得的濾液用其濾液重量的1~5%活性炭在50~70℃下脫色0.5-1.0小時、接著過濾出活性炭，得到脫色后的濾液；再將脫色后的濾液進行蒸餾蒸出溶劑乙醇，蒸餾溫度為80~85℃。得到含硫硅烷偶聯劑(雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物)成品。

本發明與現有生產工藝生產的含硫硅烷質量指標情況對比如下：

????????????????????????????????????????????????

本發明的優點在于：????

本發明采用氫氧化鈉、硫磺為原料，其價格低廉，貨源采購充足。制備的多硫化鈉質量好,?能夠生產出高品質、低色度的含硫硅烷產品。目前國內多采用硫化鈉與硫磺制備多硫化鈉，由于硫化鈉純度不高，生產出來的多硫化鈉對含硫硅烷的產品質量影響很大。采用金屬鈉與硫磺反應制備的多硫化鈉成本太高，不便于工業化生產。另一方面，傳統的生產無水多硫化鈉制備溫度為250~300℃，其生產過程中硫磺揮發量較大、多硫化物高溫易氧化產生二氧化硫(SO2)氣體，其影響產品質量，也帶來了環境污染。本發明的整個過程反應溫度較低、反應過程中沒有硫磺揮發，沒有空氣接觸氧化產生二氧化硫氣味。故生產多硫化鈉的配比穩定，生產出來的硅烷產品硫分布較穩定，對環境的污染較小。

具體實施方式

?實施例1