[发明专利]制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法。

背景技术

含硫硅烷是生产绿色环保轮胎必不可少的助剂之一，广泛用于硫磺硫化橡胶制品中。在轮胎工业中含硫硅烷能提高胶料的拉伸强度、降低磨耗、提高抗疲劳性等效果。其中，双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物是一种常用的含硫硅烷。

现有的双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的生产方法为：用水、硫氢化钠或硫化钠、氢氧化钠与硫磺反应制得多硫化钠溶液，然后与氯丙基三乙氧基硅烷在相转移催化剂条件下生成双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物，在反应结束后，过滤除去固体，然后将液体静置分离，下层的水层即为废液，其主要成分为高浓度氯化钠溶液(其COD值达到几万甚至几十万)。根据工艺不同，有的废液会含有缓冲溶液成分。这种生产方法的缺点在于：生产不稳定，产率较低(90％以下)、聚合现象时常发生；另外产生的废液的化学耗氧量达数万，不但影响了生产成本，而且处理非常困难。

发明内容

本发明提供了一种制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法，可以明显提高产品收率。

所述制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法为：在质量百分比浓度不小于10％的NaCl水溶液中，在相转移催化剂作用下，使多硫化钠与氯丙基三乙氧基硅烷反应，得到双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物，所述双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物如通式(1)所示，

(EtO)₃-Si-C₃H₆-S_n-C₃H₆-Si-(OEt)₃    (1)

其中，n＝1～10。

申请人发现，在质量百分比浓度不小于10％的NaCl水溶液中，在相转移催化剂作用下，使多硫化钠与氯丙基三乙氧基硅烷反应，可以使生产稳定，且明显提高产品收率。其中，NaCl水溶液的质量百分比浓度优选为25％-30％。

上述制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法具体包括以下步骤：

向NaCl水溶液中，加入硫化物、硫磺和氢氧化钠，反应得到多硫化钠；

加入相转移催化剂和氯丙基三乙氧基硅烷，使多硫化钠与氯丙基三乙氧基硅烷反应，得到双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物。

由于NaCl对多硫化钠的生成没有影响，因此，步骤A也可以如现有技术所披露的一样，在不存在NaCl的情况下，使硫化物、硫磺和氢氧化钠反应得到多硫化钠后，再向溶液中加入NaCl，使步骤B在NaCl水溶液中进行。

与现有技术中的生产方法一样，步骤B结束后还可以包括步骤C：使反应物料温度降至40℃以下，过滤除去固体，将所得液体静置分离，上层为双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的粗产品，下层无机相为废液。上层的粗产品经过蒸馏、过滤完成产品的生产过程。下层废液中，主要组成为水和NaCl，NaCl的浓度大于10％，一般不小于20％，此外，还包括少量溶于水的相转移催化剂和氯丙基三乙氧基硅烷(由于这两种物质在水中溶解度很小，因此含量很少)。

步骤A、B中各种反应物的用量、浓度均与现有技术相同，由本领域的技术人员根据所需n值进行确定。所述硫化物为Na₂S和/或NaHS。作为优选方案，氢氧化钠与硫化物的摩尔比为0.8-1.2、硫磺与硫化物的摩尔比为1.0-1.6或2.7-3.2、氯丙基三乙氧基硅烷与硫化物之摩尔比为2.0-2.1。

申请人进一步发现，控制步骤A中所述NaCl水溶液的pH值，可以对稳定生产有进一步的好处。步骤A中所述NaCl水溶液的pH值优选为4-8，更优选为6-7。所述pH值由pH调节剂调节NaCl水溶液得到，所述pH调节剂为本领域公知的物质，优选为磷酸、盐酸、硫酸、硼酸、硝酸、磷酸二氢钠、硫酸氢钠中的至少一种。步骤A中可以加入一些pH调节组分，如三磷酸钠等，在采用硫氢化钠作为硫化剂或加入pH调节剂调节pH值时，可以形成缓冲体系，使反应可以在稳定的pH值下进行。这些pH调节组分和pH调节剂均会在反应结束后进入分离出来的废液。

作为本发明的改进，所述制取双(丙基三乙氧基硅烷)多硫化物的方法循环进行，所述NaCl水溶液为上一次生产中所得废液。

本发明具有如下优点：

1、本发明工艺简单，易于实施；

2、本发明可将产生的废液全部回收使用，符合节能减排的要求；

3、产品生产成本低、工艺稳定、产品质量高，收率在95％以上，且经过数十次循环试验也没有聚合现象发生。

具体实施方式