[发明专利]一种钙析反应结晶制备有机锌的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及橡胶硫化活化剂技术领域，具体地说，是一种利用钙析反应结晶制备有机锌的方法。

【背景技术】

橡胶硫化体系主要包括硫磺、促进剂、活化剂及硬脂酸，其中硫化活化剂是不可或缺的助剂，对胶料的硫化速率、交联键类型、交联密度及力学性能等产生重要影响，常用的硫化活化剂是氧化锌。然而，氧化锌中的锌及重金属含量高，且在橡胶及轮胎中的用量极大，锌从橡胶释放到环境中，例如使用过程中通过轮胎的磨损释放出去，锌的释放将导致对环境造成很大的污染，且对人身健康造成不利影响，尤其是对锌敏感的水生动植物造成不同程度的影响。另一方面，氧化锌密度大，用于轮胎中增大轮胎的滚动阻力，不利于轮胎生产企业实现绿色轮胎的目标。

有机锌是一种低锌含量的硫化活化剂。常规的有机锌如硬脂酸锌、月桂酸锌和油酸锌等，共同在橡胶、塑料等行业发挥各种各样的应用。

常规制备有机锌的方法被称作融合法，将氧化锌、氧化化锌和/或碳酸锌等锌化合物在硬脂酸、油酸和/或其它有机酸等有机酸存在下加热，以产生相应的有机锌。该方法制备的有机锌颗粒粗大，难以粉碎，使用效果不理想。

另一种制备有机锌的方法是用一种或多种有机酸的钠盐、铵盐或钾盐与硫酸锌、乙酸锌和/或氯化锌之间的反应，反应产物从水性反应介质中沉淀出来，用水洗涤，以除去如硫酸钠、氯化钠、硫酸铵等副产物，然后干燥。这种方法制备的有机锌需要额外的化学试剂来进行所需的转化，另外产生大量的含硫酸钠、氯化钠、硫酸铵等无机盐的废水，废水不能直接排放。

美国专利2,492,314利用胺、二硫化碳和氧化锌在无水条件下生产包含二硫代氨基甲酸盐的有机锌，然而获得的产物颗粒较粗、较大，使用不够理想。美国专利6,555,075利用锌-氨-碳酸盐络合物及其溶液生产活性氧化锌和/或碳酸锌，由此产生的活性氧化锌或碳酸锌随后进一步与一种或多种有机酸反应，制得相应的有机锌盐。美国专利申请第2006/0281009号、2008/0194748号和第2008/0161475号公报，以及美国专利6,291,572和6,333,375是利用涂布的方法，将有机盐涂布于含硅颗粒，如沉淀二氧化硅、粘土、高岭土、滑石、硅酸铝、碳酸钙、炭黑及其混合物，所述涂布颗粒在作为填料加至橡胶组合物时，对由其形成的橡胶制品赋予了有利的特性，包括改进耐磨性、模量和拉伸强度。中国发明专利申请200980152769.2采用生成锌氨络合物，随后使用一种或多种有机酸和/或其盐处理所述的络合物，从而形成有机锌，所述方法避免了常规方法中那样形成氯化钠和/或硫酸钠副产物。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种钙析反应结晶制备有机锌的方法，生产过程中无氯化钠和/或硫酸钠等含无机盐废水排放，生产有机锌的离心母液循环利用。

本发明的实施方法是：

在反应釜中，加入对苯二甲酸，加水和/或滤液，其中滤液为离心分离有机锌后的母液，加入氢氧化钠使对苯二甲酸溶解为对苯二甲酸钠溶液，加入饱和石灰乳悬浮液，使其结晶析出对苯二甲酸钙，加入饱和锌酸钠溶液，使其在对苯二甲酸钙上继续结晶析出对苯二甲酸锌，之后离心，滤液为氢氧化钠溶液，用于配置下一批对苯二甲酸钠溶液。离心产品经洗涤、烘干，即为有机锌产品。

本发明是通过以下技术方案来实现的，其具体步骤为：

(1)在反应釜中，加入对苯二甲酸20～100份，加水和/或滤液80～300份，加入氢氧化钠5～100份，搅拌；

(2)待对苯二甲酸溶解完全后，加入饱和石灰乳悬浮液5～100份，边加饱和石灰乳悬浮液边搅拌，搅拌速率30～120转/分钟，10～60分钟加完；

(3)加入饱和锌酸钠溶液5～100份，边加边搅拌，搅拌速率30～120转/分钟，10～60分钟加完。

(4)静置沉降30～120分钟；

(5)离心分离，滤液为氢氧化钠溶液，用于配置下一批对苯二甲酸钠溶液。

离心得到的产品，经洗涤、烘干，即为有机锌产品。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明利用钙析反应结晶方法制备的有机锌，无氯化钠和/或硫酸钠等含无机盐废水排放，且离心母液中所含的氢氧化钠可用于下一批对苯二甲酸钠溶液的配置，节省了氢氧化钠的消耗量。

【附图说明】

图1钙析反应结晶制备有机锌技术路线图。

【具体实施方式】

以下提供本发明钙析反应结晶制备有机锌的具体实施方式。

实施例1