[发明专利]一种固体含硫硅烷的制备方法

说明书

本发明涉及一种固体含硫硅烷的制备方法，属精细化工技术领域。本发明制备的固体含硫硅烷的结构式为：本专利发明采用硬脂醇取代传统含硫硅烷分子结构中的乙氧基团，能够在保证普通含硫硅烷的交联效果的前提下有效的降低橡胶混炼过程中的乙醇的释放、提高橡胶混炼的安全性和环保水平起到的很好的效果，同时该产品为粉状固体投料使用更加方便。

技术领域

本发明涉及一种固体含硫硅烷的制备方法，属精细化工技术领域。

背景技术

在轮胎橡胶混炼中，为提高橡胶与无机填料的相容性改善橡胶的性能，通常的做法是在橡胶混炼的过程中加入含硫硅烷，这些含硫硅烷最常见的有双-[3-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(俗称Si69、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物(俗称Si75) 。

橡胶混炼一般在密炼机采用高温混炼的方式使胶料、无机填料(炭黑)、促进剂、硫化剂、含硫硅烷等物质混合，密炼机混合物的温度通常在150-180℃。混合过程中含硫硅烷的烷氧基与炭黑表面的羟基进行脱醇缩合反应使硅烷与炭黑结合，多硫键断开与胶料中的硫键反应使炭黑与橡胶结合，故含硫硅烷起到”分子桥”的作用将无机填料与橡胶牢牢的”抓”在一起。但是含硫硅烷在无机填料表面反应时释放出低沸点的乙醇，乙醇在高温下易快速气化使橡胶中有很多的微小气孔，从而影响橡胶的性能，同时也降低了胶料混炼的安全性，有副产物乙醇的排放；橡胶混炼的原料基本为固体原料，含硫硅烷为液体状态，其液体加入混炼机一般采用专用的液体加料装置，液体加料装置复杂且影响装置操作的密封性。

为解决液体料使用的麻烦的问题，目前工业中最常用的方法是将液体含硫硅烷与炭黑先混合形成固体的预混料。

为此，本专利发明了采用硬脂醇取代传统含硫硅烷分子结构中的乙氧基基团，能够在保证普通含硫硅烷的交联效果的前提下有效的降低橡胶混炼过程中的乙醇的释放、提高橡胶混炼的安全性和环保水平起到的很好的效果，同时该产品为粉状固体投料使用方便。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够在保证普通含硫硅烷的交联效果的前提下有效降低橡胶混炼过程中的乙醇的释放、提高橡胶混炼的安全性，能够有效的提高轮胎橡胶性能、效降低含硫硅烷挥发性物质释放，方便橡胶混炼过程中投料的固体含硫硅烷的制备方法。

本发明的技术方案是：

一种固体含硫硅烷的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）、在反应器中加入双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物硅烷、乙醇、柠檬酸钠催化剂和N,N-二甲基甲酰胺促进剂，常温下搅拌混合形成透明液体；然后在搅拌状态下将反应器中的物料加热到60-70℃，其中，双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物硅烷与乙醇的质量比为1：1.5-2.0；

2）、物料加热到60-70℃后，向反应器中分批投入链长为16-22的脂肪醇搅拌溶解，脂肪醇总计加入量与双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-多硫化物硅烷的摩尔比为5.6-6.0：1；

3）、脂肪醇溶解完毕后，将反应温度控制在75-90℃下回流反应8-12h，停止反应后，得到液态的粗品混合物；

4）、将得到的粗品转入带搅拌的蒸馏装置，在搅拌开启状态下常压蒸馏乙醇，蒸馏过程中体系温度逐步上升，当物料温度上升到104-106℃后停止蒸馏并降温；

5）、待物料温度下降至50-60℃后，加入用氯化钠活化处理后的D301树脂(大孔型弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂)搅拌0.5-1.0h，过滤除去体系中的柠檬酸钠、树脂及生成的氯化钠固体杂质得到滤液；将滤液升温维持在102-106℃缓慢进入真空喷雾干燥装置，蒸出剩余的乙醇和N,N-二甲基甲酰胺，得到粉状的固体含硫硅烷产品；

其中，n为15-21的整数、x为2-10的整数。