[發明專利]一種雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑的合成方法

無效

• 申請號: 201210518022.8
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102993228A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 孫立水;劉莉
• 申請（專利權）人: 青島晟科材料有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于有機合成技術領域，涉及一種有機化合物硅烷偶聯劑的制備方法，特別是一種雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑的合成方法。

背景技術：

硅烷偶聯劑是分子中含有有機官能團和具有水解性的硅烷活性基團的化合物的總稱，使用偶聯劑的目的是使有機物和無相溶性的填料以及橡膠基質結合起來，提高膠料的密著性；在膠料中添加偶聯劑可改善填充劑的分散性，使混煉膠的材料性能和成型性能得以提高，利用這些特性的材料有橡膠樹脂、涂料、膠粘劑、玻璃、金屬表面處理劑等；含硫硅烷偶聯劑一直是橡膠加工必不可缺少的助劑，主要用來提高無機填料在橡膠中的分散性及提高無機填料與橡膠的結合性，從而提高橡膠的綜合性能，目前市場上常用的該類偶聯劑主要為雙－【丙基三乙氧基硅烷】-四硫化物；但是，現有市場上使用的雙－【丙基三乙氧基硅烷】-四硫化物、雙－【丙基三乙氧基硅烷】-二硫化物存在硫化返原性，易撕裂、易磨損、易屈撓龜裂等缺點。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，尋求設計一種合成制備雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑的方法，制備一種雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑產品。

為了實現上述目的，本發明涉及了雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑的合成方法，包括備料、合成和分離三個步驟，具體工藝過程是：

（1）備料：先將硫氫化鈉（NaHS）、磷酸鈉（Na3PO4）、硫磺粉和水按照9:20:3:20的重量比例配成混合溶液，在反應裝置中攪拌并加熱混合溶液，反應裝置包括燒瓶、燒鍋或反應釜，優選為反應釜，將反應裝置中的混合溶液加熱到75-78℃，保溫水解1小時至固體物全部溶解，在反應裝置中備用；

（2）合成：將四丁基溴化銨（C16H36BrN）按1:3-5的重量比例溶于水中配成混合催化劑溶液，然后將此混合催化劑溶液加入到反應裝置中，溫度控制在85-88℃，再將250gγ-氯丙基三甲氧基硅烷流速滴入反應裝置中，滴加時間為0.5小時，滴加完成后保溫反應2小時，整個過程保持攪拌狀態與回流狀態，至合成反應完成；

（3）分離：合成反應結束后，停止攪拌，靜置分液，上層為有機相，下層為鹽水相，分掉下層的鹽水后，用活性炭與吸水樹脂進行吸附過濾，過濾后開啟真空泵進行減壓蒸餾，減壓蒸餾負壓高于-0.95個大氣壓，蒸餾溫度為125-145℃，蒸餾分離后得到的透明液體即為雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑產品。

本發明與現有技術相比，采用在催化劑存在的兩相反應體系中進行反應合成得到雙－【丙基三甲氧基硅烷】-二硫化物，該工藝相對于傳統的硅烷偶聯劑工藝具有生產成本低、安全性高、操作簡單、反應時間短、產率高等特點，適合進行工業化生產，制得的雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑作為橡膠偶聯劑可廣泛用于硫磺硫化或白炭黑填充的橡膠膠料,適合于天然橡膠、異戊橡膠、丁苯膠、順丁膠、丁腈膠、丁基、鹵代丁基膠、三元乙丙膠及這些橡膠的并用膠料,用于制造輪胎體、胎側、胎面、鋼絲粘合膠料、傳動帶外層膠、實心輪胎、膠輥及鞋底等；同時，雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑可顯著提高橡膠的物理及加工性能；提高填料在基膠中的分散性,降低了膠料的粘度，提高硫化膠的抗撕裂、耐磨損、耐屈撓龜裂等性能,相對于雙－【丙基三乙氧基硅烷】-四硫化物、雙－【丙基三乙氧基硅烷】-二硫化物，雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物作為偶聯劑可增加天然橡膠硫化膠的抗硫化返原性,使橡膠性能更穩定,且不易燒焦，其制備工藝簡單，原理可靠，生產環境友好，產品產率高，節省資源，經濟效益明顯。

具體實施方式：

下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述。

實施例1：

本實施例先將45g硫氫化鈉、100g磷酸鈉、15g硫磺粉跟100g水配成混合溶液，攪拌并加熱反應裝置中的混合溶液到76-78℃，保溫水解1小時,再加入催化劑溶液，催化劑溶液為3g四丁基溴化銨溶于10g水中配成混合催化劑溶液，加入到反應裝置中，溫度控制在85-88℃，將250gγ-氯丙基三甲氧基硅烷流速滴入反應裝置中，滴加時間為0.5小時，滴加完成后反應保溫2小時，整個反應過程保持攪拌狀態與回流狀態，反應結束后，停止攪拌，靜置分液，上層為有機相，下層為鹽水相，分掉下層的鹽水后用活性炭與吸水樹脂吸附，過濾后開啟真空泵進行減壓蒸餾，減壓蒸餾負壓高于-0.95個大氣壓，蒸餾溫度125-145℃，得到的透明液體即為雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑產品。

實施例2：

本實施例先將90kg硫氫化鈉、200kg磷酸鈉、30kg硫磺粉加入反應釜中，然后加入200kg水，開啟攪拌并緩慢加熱反應釜中的混合溶液至75-78℃，保溫水解2小時，加入催化劑溶液，催化劑溶液為3kg四丁基溴化銨溶于10kg水中配成的混合催化劑溶液，加入到反應釜中，溫度控制在83-85℃，將250kgγ-氯丙基三甲氧基硅烷流速滴入反應裝置中，滴加時間為1.5小時，滴加完成后保溫反應3小時；整個過程保持攪拌狀態與回流狀態，反應結束后，停止攪拌，靜置分液，上層為有機相，下層為鹽水相，分掉下層的鹽水后用活性炭與吸水樹脂吸附，過濾后開啟真空泵進行減壓蒸餾，減壓蒸餾負壓高于-0.95個大氣壓，蒸餾溫度125-145℃，得到是透明液體即為雙-[丙基三甲氧基硅烷]-二硫化物硅烷偶聯劑產品。