[发明专利]一种N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺的绿色制备工艺

说明书

技术领域

本发明是关于橡胶促进剂NOBS（N-氧化二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺）（英文缩写为NOBS）工艺生产的新方法，属于橡胶促进剂生产技术领域。

背景技术

N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺(NOBS )是次磺酰胺类橡胶硫化促进剂，是一种迟延性促进剂，能加快硫化速度、降低硫化温度、减少硫化剂用量、并能改善硫化胶的物理机械性能的一类物质的总称。目前国内主要有次氯酸钠法、双氧水氧化法和氧气催化氧化法。三种方法均采用吗啉过量添加法，即将定量的促进剂M（2-硫醇基苯并噻唑）和过量的吗啉投入反应釜中，在氧化剂的作用下生成促进剂NOBS，促进剂M和吗啉摩尔比一般采用1:(2～11)，其中双氧水方法中吗啉与M的摩尔比为（7～11）:1，由于吗啉过量较多，在后处理时需要将母液回收进行蒸馏或用碱处理，即增加了生产费用又增加了废水量。本发明由于吗啉过量较少，不需要通过蒸馏回收母液，降低了操作成本，减少了废水排放。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种制备N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺的新工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种N-氧二乙撑-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备工艺，以吗啉、促进剂M、双氧水、去离子水为原料，具体工艺流程如下：

1）将吗啉加入到反应釜中；

2）将溶于氢氧化钠溶液的促进剂M滴加到上述含吗啉的反应釜中，所述吗啉与促进剂M的物质的量之比为（1.01～2）：1，滴加过程中持续搅拌；

3）在进行步骤2）的同时将双氧水滴加到上述反应釜中，所述双氧水的浓度为10～12%，双氧水和促进剂M摩尔比为（1.01～2）：1，滴加过程中持续搅拌；

4）在40℃±2℃下搅拌反应；

5）反应结束后获得NOBS粗产品，过滤，洗涤、干燥后得到NOBS精产品。

该工艺采用滴加的方式将促进剂M和双氧水加入到吗啉中，反应体系中的吗啉始终处于瞬时大过量状态，有利于反应的顺利进行，并能大大减小吗啉的用量，由于吗啉过量较少，不需要通过蒸馏回收母液，降低了操作成本，减少了废水排放。

还可在所述步骤1）中将吗啉搅拌升温至40℃左右，使吗啉接近反应所需温度，当促进剂M和双氧水滴入的瞬间即可快速反应。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述吗啉与促进剂M的物质的量之比为（1.01～1.2）：1。 选用该配比既能节省原料又能获得高纯度、高收率的NOBS。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述双氧水的浓度为10～12%，双氧水和促进剂M摩尔比为（1.01～1.2）：1。选用该配比既能节省原料又能获得高纯度、高收率的NOBS。 

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述步骤2）中，促进剂M的滴加时间为2～2.5h。选用该时间范围既能保障反应速率，节省时间，又能保证产品的纯度和收率。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，双氧水的滴加时间为2.5～3h。选用该时间范围既能保障反应速率，节省时间，又能保证产品的纯度和收率。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述双氧水和促进剂M的滴加操作按照先慢中间快后慢的方式进行。先缓慢滴加以启动反应，反应开始后由于体系中吗啉含量很多，适当加快滴加速度仍然能保证吗啉处于大过量状态，滴加到后期大部分吗啉已反应掉，此时放缓滴加速度有利于保证吗啉仍处于瞬时大过量状态，使反应进行地更彻底，从而提高收率。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，步骤2）所述氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10%，促进剂与氢氧化钠溶液的质量体积比为（41.7～62.6）:100 g/ml。该浓度范围内促进剂能够溶解或形成可以流动的浆状物。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，还将步骤5）中经过滤得到的滤液回收套用。在整个反应中，由于吗啉总体是过量的，所得滤液中还有少量未反应的吗啉，将滤液回收套用减少废物的排放，降低环境污染，充分回收利用吗啉，还可进一步减少吗啉的投料量，节约成本。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述步骤2）和3）在42℃以下进行。

作为可选方式，在上述NOBS的制备工艺中，所述步骤2）至步骤4）耗时3-4小时。滴加完成后继续搅拌反应一段时间，使反应更彻底，有利于提高收率，反应时间太短则不利于反应的彻底进行，反应时间过长，则会增加生产周期和能耗。