專利名稱：一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑的方法，屬有機(jī)化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含硫硅烷是一種常規(guī)硅烷偶聯(lián)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(yīng)用最多的是雙-[3_(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物，主要為雙-[3_ (二乙氧基娃)丙基]-二硫化物和雙-[3_ ( 二乙氧基娃)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(yīng)得到粗品，再經(jīng)系列提純處理得到其產(chǎn)品。其中多硫化鈉的質(zhì)量水平是影響含硫硅烷質(zhì)量好壞的最關(guān)鍵因素。多硫化鈉的制備，國內(nèi)主要是用硫化鈉與硫磺在高溫條件下反應(yīng)生成無水多硫磺化鈉固體，另外也有用金屬鈉與硫磺反應(yīng)制備多硫化鈉的方法。前一種方法存在的問題是國內(nèi)生產(chǎn)的硫化鈉純度不高，其含有的雜質(zhì)成份較多，生產(chǎn)出來的多硫化鈉對含硫硅烷的產(chǎn)品質(zhì)量影響較大；多硫化鈉生產(chǎn)過程中硫磺揮發(fā)氧化比較嚴(yán)重，其也會導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量波動大，環(huán)境污染嚴(yán)重。后一種方法存在的問題是采用金屬鈉與硫磺反應(yīng)制備的多硫化鈉的品質(zhì)較好，但其成本太高，不適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。同時也由于金屬鈉很易自燃，其生產(chǎn)過程中的危險系數(shù)較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(lián)劑的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特種在于它包括以下步驟
(I)、在帶有機(jī)械攪拌、溫度計、冷凝管的燒瓶中，將氫氧化鈉(NaOH)和水?dāng)嚢枞芙馀渲瞥蓺溲趸c(NaOH)水溶液，并升溫至5(Tl00°C。氫氧化鈉(NaOH)與水的質(zhì)量比為1:廣1:5，在溶液中加入硫磺(S)、加熱攪拌，使氫氧化鈉(NaOH)、硫黃⑶以水作溶劑的條件下反應(yīng)生成多硫化鈉(Na2Sx)水溶液。其中氫氧化鈉(NaOH)、硫黃(S)的質(zhì)量比為I O. 8 I: I. 5、加熱溫度6(Tl05°C，反應(yīng)時間2 5h，攪拌速度50(Tl500r/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(jìn)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°C，脫水時間4 6h ;真空脫水溫度為10(Tl30°C，真空度高于-O. 099MPa，脫水時間5 10h。真空脫水完成后降溫到50°C以下用氮?dú)夥趴?，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(jī)械攪拌的燒瓶中與無水乙醇按1:2 1:3質(zhì)量比混合，加熱到5(T75°C以50(Tl000r/min轉(zhuǎn)速攪拌使多硫化鈉溶解；接著升溫到72 78°C，同時滴加3-氯丙基二乙氧基娃燒，反應(yīng)生成雙_[3_( 二乙氧基娃)丙基]-多硫化物的混合物粗品O(4)、將混合物粗品進(jìn)行過濾，以濾出反應(yīng)生成的硫代硫酸鈉(Na2S203)、氯化鈉(NaCl)固體，得到濾液。將所得的濾液用其濾液重量的廣5%活性炭在5(T70°C下脫色O. 5-1. O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(jìn)行蒸餾蒸出溶劑乙醇，蒸餾溫度為8(T85°C。得到含硫硅烷偶聯(lián)劑(雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物)成品。本發(fā)明與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的含硫硅烷質(zhì)量指標(biāo)情況對比如下
權(quán)利要求
1.一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特種在于它包括以下步驟 (1)、在帶有機(jī)械攪拌、溫度計、冷凝管的燒瓶中，將氫氧化鈉(NaOH)和水?dāng)嚢枞芙馀渲瞥蓺溲趸c(NaOH)水溶液，并升溫至5(Tl00°C ;氫氧化鈉(NaOH)與水的質(zhì)量比為I: f 1:5，在溶液中加入硫磺(S)、加熱攪拌，使氫氧化鈉(NaOH)、硫黃⑶以水作溶劑的條件下反應(yīng)生成多硫化鈉(Na2Sx)水溶液；其中氫氧化鈉(NaOH)、硫黃(S)的質(zhì)量比為1:0. 8 I: I. 5、加熱溫度60 105°C，反應(yīng)時間2 5h，攪拌速度50(Tl500r/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(jìn)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°C，脫水時間4 6h ;真空脫水溫度為10(Tl30°C，真空度高于-O. 099MPa，脫水時間5^10h ;真空脫水完成后降溫到50°C以下用氮?dú)夥趴?，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(jī)械攪拌的燒瓶中與無水乙醇按1:2 1:3質(zhì)量比混合，加熱到5(T75°C以50(Tl000r/min轉(zhuǎn)速攪拌使多硫化鈉溶解；接著升溫到72 78°C，同時滴加3-氯丙基二乙氧基娃燒，反應(yīng)生成雙_[3-( 二乙氧基娃)丙基]-多硫化物的混合物粗品； (4)、將混合物粗品進(jìn)行過濾，以濾出反應(yīng)生成的硫代硫酸鈉(Na2S203)、氯化鈉(NaCl)固體，得到濾液；將所得的濾液用其濾液重量的f 5%活性炭在5(T70°C下脫色O.5-1. O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(jìn)行蒸餾蒸出溶劑乙醇，蒸餾溫度為8(T85°C ;得到含硫硅烷偶聯(lián)劑(雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物)成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑的方法，屬有機(jī)化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用氫氧化鈉與硫磺反應(yīng)首先制備多硫化鈉，然后再利用多硫化鈉合成含硫硅烷偶聯(lián)劑，解決了目前國內(nèi)采用硫化鈉與硫磺制備多硫化鈉生產(chǎn)中含硫硅烷的產(chǎn)品質(zhì)量波動大、環(huán)境污染大，以及采用金屬鈉與硫磺反應(yīng)制備的多硫化鈉成本高的問題。本發(fā)明的整個過程反應(yīng)溫度較低、反應(yīng)過程中溫度較低沒有硫磺揮發(fā)，沒有空氣接觸氧化產(chǎn)生導(dǎo)致二氧化硫(SO2)氣體的產(chǎn)生，對環(huán)境的污染較小，生產(chǎn)出來的含硫硅烷產(chǎn)品硫分布穩(wěn)定。其具有成本低、控制穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、顏色淺的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07F7/18GK102875587SQ20121040034
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月21日
發(fā)明者王燦, 陳圣云, 靳軍, 阮少陽, 王欣, 胡江華, 甘書官 申請人:荊州市江漢精細(xì)化工有限公司