CN102731560A - 一种硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法，属于化学品制备技术领域，将硫***配成4mol/L的溶液，搅拌并加入NaOH后调节PH值，倒入反应装置中，再对混合液加热至固体物溶解后再加入甲苯；将三乙基苄基溴化铵溶于水中配成溶液加入到反应装置中再加热后，保温将氯丙基三乙氧基硅烷流速滴入混合溶剂的反应装置后保温反应结束后，停止加热和搅拌，分液，上层为有机相，下层为水相；有机相用饱和的NaCl溶液洗涤后用活性炭与吸水树脂吸附，过滤后减压蒸馏，得硫氰基丙基三乙氧基硅烷；其工艺过程简单，操作安全可靠，反应时间少，产品产率高，成本低，应用范围广，特别适于大规模工业化生产。
Description
技术领域：
本发明涉及一种硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法，属于化学品制备技术领域。
背景技术：
硅烷偶联剂是分子中含有有机官能团和具有水解性的硅烷活性基团的化合物的总称。使用偶联剂的目的是使有机物和无相溶性的填料以及橡胶基质结合起来，提高胶料的密着性。在胶料中添加偶联剂可改善填充剂的分散性，使混炼胶的材料性能和成型性能得以提高，利用这些特性的材料有橡胶树脂、涂料、胶粘剂、玻璃、金属表面处理剂等。含硫硅烷偶联剂一直是橡胶加工必不可缺少的助剂，主要用来提高无机填料在橡胶中的分散性及提高无机填料与橡胶的结合性，从而提高橡胶的综合性能。目前市场上常用的该类偶联剂主要为双－〔γ-三乙氧基〕丙基硅烷〕四硫化物。硫氰基丙基三乙氧基硅烷作为一种橡胶偶联剂可广泛用于硫磺硫化或白炭黑填充的橡胶胶料,适合于天然橡胶、异戊橡胶、丁苯胶、顺丁胶、丁腈胶、丁基、卤代丁基胶、三元乙丙胶及这些橡胶的并用胶料,用于制造轮胎体、胎侧、胎面、钢丝粘合胶料、传动带外层胶、实心轮胎、胶辊及鞋底等。硫氰基丙基三乙氧基硅烷可显著提高橡胶的物理及加工性能；提高填料在基胶中的分散性,降低了胶料的粘度，提高硫化胶的抗撕裂、耐磨损、耐屈挠龟裂等性能,相对于双－〔γ-（三乙氧基）丙基硅烷〕四硫化物，硫氰基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂可增加天然橡胶硫化胶的抗硫化返原性,使橡胶性能更稳定,且不易烧焦。但现有的硫氰基丙基三乙氧基硅烷的制备工艺普遍存在着工艺步骤麻烦，制备成本高，产品质量难以适应新需求，其物理化学性能不理想，环境不友好。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计发明一种含硫硅烷偶联剂用来提高无机填料在橡胶中的分散性及提高无机填料与橡胶的结合性，从而提高橡胶的综合性能，同时比目前的双－〔γ-（三乙氧基）丙基硅烷〕四硫化物偶联剂使橡胶性能更稳定,且不易烧焦，其合成方法的反应体系要比在非质子极性溶液中的反应体系有更高的反应速率和主含量；采用硫氰酸盐与氯丙基三乙氧基硅烷在催化剂存在的两相反应体系中进行反应的合成工艺，其操作简单，反应时间短，产率高，成本低，适合进行工业化生产。
为了实现上述目的，本发明的工艺步骤是：将硫***（KSCN）配成4mol/L的溶液，搅拌并加入NaOH后调节PH值为9-10，倒入反应装置中，再对反应装置中的混合液加热到65-70℃，直至固体物全部溶解后再加入甲苯，甲苯用量与水的用量按照体积比为0.8-1：2；将三乙基苄基溴化铵溶于水中配成浓度为0.6mol/L的溶液，加入到反应装置中，再加热升温到80-85℃后，保持该温度将氯丙基三乙氧基硅烷流速滴入混合溶剂的反应装置中，滴加完成后保温反应30min，整个过程保持搅拌状态与回流状态，反应结束后，停止加热和搅拌，分液，上层为有机相，下层为水相；有机相用饱和的NaCl溶液洗涤后用活性炭与吸水树脂吸附，过滤后减压蒸馏，得到透明液体的硫氰基丙基三乙氧基硅烷。
本发明所述的反应介质为有氢氧化钠存在的水相及有机相，催化剂与氯丙基三乙氧基硅烷的加入顺序为先加入催化剂再加入氯丙基三乙氧基硅烷；加入的催化剂为三乙基苄基溴化铵；加入氯丙基三乙氧基硅烷的流速滴加时间为30－40min；加入的氯丙基三乙氧基硅烷的用量为硫***用量的95－98％；加入的催化剂量用量为氯丙基三乙氧基硅烷物质量用量的2.5％-3.5％。
本发明与现有技术相比，其工艺过程简单，操作安全可靠，反应时间少，产品产率高，成本低，应用范围广，特别适于大规模工业化生产。
具体实施方式：
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例：将0.2mol的KSCN置于50ml的去离子水中，并同时加NaOH调节反应液的PH值为9-10，搅拌并加热反应装置中的混合液到65-70℃，直至固体物全部溶解后再加入23ml的甲苯，将0.006mol的三乙基苄基溴化铵溶于10ml的水中后，加入到反应装置中，升温到80-85℃后，保持该温度将0.19mol的氯丙基三乙氧基硅烷流速滴入混合溶剂的反应装置中，滴加完成后保温反应30min，整个过程保持搅拌状态与回流状态，反应结束后，停止加热和搅拌，分液，上层为有机相，下层为水相；有机相用饱和的NaCl溶液洗涤后用活性炭吸附，过滤后减压蒸馏，得到透明液体硫氰基丙基三乙氧基硅烷。
Claims (2)
1.一种硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法，其特征在于工艺步骤是：将硫***配成4mol/L的溶液，搅拌并加入NaOH后调节PH值为9-10，倒入反应装置中，再对反应装置中的混合液加热到65-70℃，直至固体物全部溶解后再加入甲苯，甲苯用量与水的用量按照体积比为0.8-1：2；将三乙基苄基溴化铵溶于水中配成浓度为0.6mol/L的溶液，加入到反应装置中，再加热升温到80-85℃后，保持该温度将氯丙基三乙氧基硅烷流速滴入混合溶剂的反应装置中，滴加完成后保温反应30min，整个过程保持搅拌状态与回流状态，反应结束后，停止加热和搅拌，分液，上层为有机相，下层为水相；有机相用饱和的NaCl溶液洗涤后用活性炭与吸水树脂吸附，过滤后减压蒸馏，得到透明液体的硫氰基丙基三乙氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的硫氰基丙基三乙氧基硅烷的合成方法，其特征在于所述的反应介质为有氢氧化钠存在的水相及有机相，催化剂与氯丙基三乙氧基硅烷的加入顺序为先加入催化剂再加入氯丙基三乙氧基硅烷；加入的催化剂为三乙基苄基溴化铵；加入氯丙基三乙氧基硅烷的流速滴加时间为30－40min；加入的氯丙基三乙氧基硅烷的用量为硫***用量的95－98％；加入的催化剂量用量为氯丙基三乙氧基硅烷物质量用量的2.5％-3.5％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121017 |