[发明专利]一种水相中电解法合成橡胶硫化促进剂CBS工艺有效

专利信息
申请号: 201410346595.6 申请日: 2014-07-21
公开(公告)号: CN104109878A 公开(公告)日: 2014-10-22
发明(设计)人: 李中贤;刘小培;王俊伟;赵灿方;胡卫东;董学亮;余学军;徐丹 申请(专利权)人: 河南省科学院高新技术研究中心
主分类号: C25B3/00 分类号: C25B3/00;C25B9/00;C25B15/08
代理公司: 郑州联科专利事务所(普通合伙) 41104 代理人: 时立新
地址: 450002 河*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 相中 解法 合成橡胶 硫化 促进剂 cbs 工艺
【说明书】:

技术领域

发明涉及橡胶硫化促进剂CBS的生产工艺,特别涉及在水相中利用电解法合成橡胶硫化促进剂CBS新工艺,属电化学领域。

背景技术

硫化促进剂CBS的化学名称为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺,是常用的后效性橡胶硫化促进剂,广泛用于轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电缆和一般工业制品,具有独特的抗焦烧以及硫化速度快等特点,同时它在硫化过程中不会产生亚硝胺致癌物质,是目前国内外普遍采用的环保型促进剂之一。目前,国内外促进剂CBS的生产方法有四种:次氯酸钠氧化法、双氧水氧化法、无氧化剂合成法和氧气氧化法。电解氧化法是近年来刚刚发展的一种清洁环保的生产方法,较早的报道是使用铂电极,在不分隔的电解槽中,以四乙基胺高氯酸盐为电解质,二甲基甲酰胺为溶剂,由2-巯基苯并噻唑(促进剂M)或二硫化苯并噻唑(促进剂DM)与环己胺反应制备[US4127454;J. Org. Chem., 1978, 43(16),3223-3227.]。由于有机溶剂的存在,电流效率较低,限制了其在工业生产中应用。但不使用有机溶剂时,电解过程中会在阳极板上析出固体,难以借机械力去除,使电压升高或电流下降,降低电流效率,同样也限制了其在工业生产中应用。

发明内容

    本发明目的在于不添加有机溶剂,提供一种水相中电解合成橡胶硫化促进剂CBS的新工艺,提高电流效率,便于工业化推广应用。

    为实现本发明目的,通过以下技术方案实现:将2-巯基苯并噻唑或者其钠盐、环己胺、饱和氯化钠水溶液按重量比1:1.2~5:10~100比例分别加入带有超声波振子或者超声波振杆的电解槽中,超声波频率22-40kHZ,在5-15 oC,搅拌下,接通直流电源,电流密度为100-700A/m2;反应完毕后,关闭电源,过滤、水洗、干燥得橡胶促进剂CBS。滤液可以重新返回电解槽循环使用。

电解槽内阳极和阴极分别选自DSA电极、石墨电极、不锈钢电极、铂电极、镍电极、钛电极或玻碳电极。阳极和阴极优选DSA电极和铂电极、DSA电极和不锈钢电极、DSA电极和DSA电极、DSA电极和石墨电极、铂电极和DSA电极中的一组。DSA电极优选铱钽、钌铱或铂金涂层DSA电极。

电解时超声波振子放在电解槽的下部、侧部或者下部和侧部;超声波振杆放在电解液的内部。电解超声波频率优选30-40kHZ。电流密度优选范围为300-400A/m2

本发明积极有益的效果是:1、采用电解法加入2-巯基苯并噻唑(M或者其钠盐)和环己胺进行电解合成CBS,避开了传统生产工艺中使用的次氯酸钠氧化剂,无含盐废水排放;2、水相电解,生产过程简单环保;3、过量环己胺及电解液循环使用,降低了原料的消耗;4、用超声电解槽作为电解设备能避免电解过程中反应物粘附电极,提高了电流效率,产品收率96%以上,电流效率可达到80%以上。5、不产生含盐废水,清洁环保、降低了环境污染,易于工业化推广应用。

附图说明

图1为电解槽超声波振子位置示意图。图中1为电解槽,2为超声波振子。

具体实施方式

为对本发明进行更好地说明,举实施例如下:

实施例1:

取原料2-巯基苯并噻唑(促进剂M)、环己胺和饱和食盐水,按重量比1:1.2:10,配成2400g悬浊液,放入电解槽中,超声波振子放在电解槽下部;阳极为钛电极,阴极为镍电极,电极为开孔的平板网状结构;搅拌均匀后,冷却至10 oC,接通直流电源,电流密度100 A/m2,随后打开超声波,超声波频率30kHZ。通电后每间隔0.5 h取样,经LC检测,反应7.0小时后,转化率不再变化,关闭电源,经过滤、水洗、干燥得橡胶促进剂CBS产品。产品收率96 %,电流效率80%。

实施例2:

取原料促进剂M、环己胺和饱和食盐水,按重量比1:5:50,配成3000g悬浊液,放入电解槽中,超声波振子放在电解槽两侧;阳极为铱钽涂层DSA电极,阴极为不锈钢材质,电极为平板结构;搅拌均匀后,冷却至5 oC,接通直流电源,电流密度300 A/m2,随后打开超声波,超声波频率22kHZ。通电后每间隔0.5 h取样,经LC检测,反应6.0小时后,转化率不再变化,关闭电源,经过滤、水洗、干燥得橡胶促进剂CBS产品。产品收率100%,电流效率89%。

实施例3:

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