[发明专利]一种双-【丙基三甲氧基硅烷】-四硫化物硅烷偶联剂合成方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种硅烷偶联剂合成方法，属于有机化学品的合成，特别是一种两相法双-【丙基三甲氧基硅烷】-四硫化物硅烷偶联剂合成方法。

技术背景：

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－【丙基三乙氧基硅烷】-四硫化物，双-[丙基三甲氧基硅烷]-四硫化物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，双-[丙基三甲氧基硅烷]-四硫化物相比双－【丙基三乙氧基硅烷】-四硫化物，因其分子量小、总硫含量高，更有利于硫磺硫化或白炭黑填充的橡胶胶料，可显著提高橡胶的物理及加工性能，并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，但是，现在，国内合成工艺大都采用多硫化钠有机溶剂溶解法，三水硫化钠、硫磺粉及92%有机溶剂溶解法，硫氢化钠、磷酸三钠、硫磺粉水溶解法等，这些方法生产成本高、硫化氢污染重、污染环境、操作复杂、反应时间长、产率低、总硫含量不易控制。

发明内容：

本发明的目的就是要提供一种生产成本低、无硫化氢污染、环境友好、操作简单、反应时间短、产率高、总硫含量易控制的双-【丙基三甲氧基硅烷】-四硫化物硅烷偶联剂合成方法，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。

本发明的目的是这样实现的：一种双-【丙基三甲氧基硅烷】-四硫化物硅烷偶联剂合成方法，其特征在于将氢氧化钠投入反应容器中，加入去离子水搅拌成混合溶液，搅拌均匀后，再加入硫磺，搅拌并加热至98-102℃，保温反应直至固体物全部溶解后，降温至78-88℃，将配好的催化剂溶液，加入到反应容器中，温度控制在78-88℃，再将γ-氯丙基三甲氧基硅烷缓慢加入到反应容器中，加入时间为1—3hr，γ-氯丙基三甲氧基硅烷加入完成后在78-88℃下保温反应1-3hr，整个过程保持搅拌状态与回流状态；反应结束后，停止搅拌，静置分液，上层为有机相双-[丙基三甲氧基基硅烷]-四硫化物硅烷偶联剂，下层为中性的无机相，分掉下层的无机相后加入吸水树脂吸附有机相中溶解的水分，过滤后，得到淡黄色透明液体双-[丙基三甲氧基硅烷]-四硫化物硅烷偶联剂。

本发明所述的反应介质为去离子水、氢氧化钠、硫磺、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、催化剂，其配料配比按重量比为γ-氯丙基三甲氧基硅烷:去离子水:氢氧化钠:硫磺:催化剂为1:0.695-0.715:0.29-0.31:0.39-0.41:0.01-0.02。

本发明所述的催化剂为四丁基溴化铵，催化剂溶液采用四丁基溴化铵和水混合而成，四丁基溴化铵用量与水用量的重量比为1：3--5。

本发明所述的γ-氯丙基三甲氧基硅烷的加入方式为流速滴加，其滴加时间控制在1-3hr。

   本发明所述的催化剂的用量为γ-氯丙基三甲氧基硅烷物质量用量的1--2％。

本发明所述的反应容器为搪玻璃反应容器或者不锈钢反应容器。

本发明所述的硫磺为粉状、粒状或片状。

本发明所述的分出的下层无机相进入盐水蒸发系统，蒸出的水作为配料用水，蒸出的盐做工业用盐销售。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明采用双－【丙基三甲氧基硅烷】-四硫化物在催化剂存在的两相反应体系中进行反应的合成工艺，相对于传统的硅烷偶联剂工艺具有生产成本低、无硫化氢污染、环境友好、操作简单、反应时间短、产率高、总硫含量易控制等特点，适合进行工业化生产。

具体实施方式：