[发明专利]一种橡胶防老剂RD及其制备方法

说明书

本发明公开了一种橡胶防老剂RD及其制备方法。其中，该制备方法包括以苯胺和丙酮为原料，在催化剂的作用下一步法制备橡胶防老剂RD，催化剂包括磺酸型咪唑基离子液体。橡胶防老剂RD为上述方法制备得到的防老剂。应用本发明的技术方案，以苯胺与丙酮为原料，在磺酸型咪唑基离子液体催化剂存在下，一步法无溶剂制备防老剂RD，以苯胺为基准其单程转化率可达到70％以上，产品RD有效体含量(二、三、四聚体)可达50～60％。与现有的技术相比，采用磺酸型咪唑基离子液体催化剂制备橡胶防老剂RD，具有操作简单、成本较低、有效体含量较高的绿色化制备工艺。

技术领域

本发明涉及化工合成领域，具体而言，涉及一种橡胶防老剂RD及其制备方法。

背景技术

橡胶防老剂RD(2,2,4-三甲基－1,2－二氢喹啉聚合体)是一种酮胺类防老剂，为淡黄色至琥珀色粉末或薄片或颗粒，是国内外市场上需求量较大的橡胶防老剂产品之一。

防老剂RD的制备通常是以苯胺和丙酮为原料，以酸为催化剂，控制反应温度为130～140℃，经缩合和聚合等步骤制备而成，按其制备工艺可分为一步法和两步法。其中，一步法是指单体制备和聚合步骤同时完成，然后再分离出多余的反应物；而两步法是指先经缩合制得单体，除去多余反应物后，再在酸性条件下进行单体聚合。一步法虽然制备过程简单，能耗小，但是所得产品中有效物含量低；而两步法制备工艺虽长，能耗大，但所得产品中的有效物含量高。橡胶防老剂RD的制备过程中所使用的酸性催化剂，通常可以分为质子酸催化剂和路易斯酸催化剂，一般需要在单体缩合和聚合的不同阶段需要选择不同的催化剂，以达到较为理想的反应效果(王效书等，《防老剂RD的合成技术分析》，P711～715,第12期)，按照文献所述的质子酸催化剂和路易斯酸催化剂，其很难回收再用。

日本专利JP58088363公开报道了利用盐酸作催化剂来制备防老剂RD，其后处理时需要使用大量的氢氧化钠中和盐酸，且催化剂盐酸也无法回收再利用。此外，在盐酸存在下，会导致苯胺转化率较低，产品质量差，三废污染严重，同时对设备要求高、生产周期长等。

美国专利US4515570是较早揭示以苯胺与丙酮为原料，使用大孔强酸性磺酸型离子交换树脂来催化制备RD单体的技术文献。在2003年，《科技进展》(第21～21页，第8期，第17卷)报道了使用强酸性离子交换树脂作催化剂来制备橡胶防老剂RD，能够保持苯胺的高转化率。这类强酸性阳离子交换树脂催化剂易于分离，且能提高产率，满足环保的要求，但是该类催化剂有效酸含量较低，耐热性能较差，反应时间长(约16小时以上)，易破碎不便回收，损耗大，不利于工业化生产。

日本专利JP55-40661公开了一种以苯胺与丙酮为原料，采用对甲基苯磺酸为催化剂制备防老剂RD的方法。尽管反应活性比较好，但对甲基苯磺酸类催化剂用量大，不易回收，反应收率低，生产成本高，且单体生产不易控制，产品成分复杂，环境污染严重，不利于工业化生产。

中国专利CN102153511A公开报道了一种在固体酸催化剂存在下，以苯胺与丙酮为原料，经两步法合成橡胶防老剂RD的方法。虽对现有工艺技术有较大改进，反应活性好，收率高，有效体含量高，但是该工艺为两步法反应，投资较大，且聚合工艺仍有少量废水产生。

综上所述，利用现有技术合成橡胶防老剂RD的工艺，存在产品中有效体含量低、抗老化效果差、生产三废严重、成本高等问题，因此有必要进一步改善现有制备橡胶防老化剂RD的工艺技术，开发一种操作简单、成本较低、有效体含量较高的绿色化制备工艺。

发明内容

本发明旨在提供一种橡胶防老剂RD及其制备方法，以解决现有技术中制备橡胶防老剂RD工艺存在产品中有效体含量低、抗老化效果差、生产三废严重、成本高的缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种橡胶防老剂RD的制备方法。该制备方法包括以苯胺和丙酮为原料，在催化剂的作用下一步法制备橡胶防老剂RD，催化剂包括磺酸型咪唑基离子液体。