[发明专利]一种水相中电解法合成橡胶硫化促进剂CBS工艺

说明书

技术领域

本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：