[发明专利]橡胶硫化促进剂M的精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶硫化促进剂M的精制方法，属于橡胶硫化促进剂M的提纯技术领域。

背景技术

橡胶硫化促进剂M(2-巯基苯并噻唑)是橡胶加工工业中广泛使用的一种通用型促进剂，是目前国内外橡胶硫化促进剂产销量最大的品种，同时也是生产次磺酰胺类促进剂的主要原料。

国外橡胶硫化促进剂M主要生产企业有美国富莱克斯公司、德国朗盛公司、美国科聚亚公司等，这些公司分别从美国孟山都、德国拜耳、美国尤尼罗伊尔公司剥离或者购买而来。综合以上几家橡胶促进剂M的工艺路线，国外主要生产公司橡胶促进剂M的合成具有以下共同特点，1、均采用苯胺法生产；2、反应条件：温度200-300℃，压力为50-150kg/cm³；3、粗M的精制过程普遍采用溶剂萃取法；4、副产物苯并噻唑等返回反应系统进行循环；5、对未反应的CS₂和副产物H₂S等加以回收。

目前国内生产企业主要采用以苯胺为原料和二硫化碳、硫磺进行反应的苯胺法，分为高压法和常压法。因为高压法可以实现连续化生产，且成本较低而在工业上受到青睐，近年来国内大多选择高压法生产。高压苯胺法是把苯胺、CS₂和硫磺三种原料在高温高压下合成，再经过一系列后处理分离、提纯得到橡胶促进剂M。其经典工艺流程如下：首先苯胺与CS₂溶于220～280C、8.0～10.0MPa下反应得到粗品M，然后经过碱溶、氧化、过滤、酸化、脱水、干燥等一系列分离工序得到精品M。依据后处理的不同，又可分为酸碱法和溶剂法。

高压苯胺法生产工艺条件稳定，成本较低，产品质量高，但仍存在着原材料消耗高、间歇生产成本高，整个反应过程中，大约有10-15％的成分不能完全转化为促进剂M，粗品M中促进剂M的含量约85％-90％，另外还有未反应的物料(苯胺、硫磺、二硫化碳，约占5-7％)、中间产物(二苯硫脲、苯并噻唑和苯胺基苯并噻唑，约占4％-7％)、其他副产物及结构不明的焦油状物质(废树脂)约1％-2％；同时，废水排放多，用电负荷高，高压合成的废气H₂S以及过剩的CS₂没有回收，排放的硫化氢污染严重。因此，进一步提高产品的收率、降低成本、节能减排等成为急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种橡胶硫化促进剂M的精制方法，其充分利用原料，成本低，工艺简单，节能环保。

本发明所述橡胶硫化促进剂M的精制方法，包括以下步骤：

(1)将粗M钠盐溶液加到反应釜中，加水，使钠盐质量浓度控制在55-65％，滴加稀硫酸，中和溶液pH至7-10；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入萃取剂，然后通入纯氧；

(3)向步骤(2)所得溶液中加入稀硫酸，调节pH值至5-9，然后经过后处理过程得到精品橡胶硫化促进剂M。

所述萃取剂为水、27.5wt％双氧水和93wt％硫酸的混合溶液，水、27.5wt％双氧水和93wt％硫酸的体积比为4200:430:160。

所述反应釜的搅拌电机转速为50-60r/min。

所述纯氧的通入量为2.0-4.0m³/h；通入纯氧的时间为0.5-1.0h。

粗M钠盐为用高压苯胺法合成，然后用氢氧化钠溶解反应所得的钠盐。

步骤(1)中加水将钠盐的质量浓度控制在55-65％，因为浓度影响产品的收率，浓度过高或过低都会降低收率。

步骤(1)中加稀硫酸调节pH在7-10，因为pH影响产品的收率和熔点，pH过高或过低都会降低产品的收率和熔点。

步骤(2)中，反应温度控制在40-50℃。

步骤(3)中，后处理过程为先进行沉降、分离，再进行过滤、水洗、干燥。

萃取剂中加入了一定量的双氧水，减少了后续废水的处理，因此双氧水起到了节约用水的作用；另外双氧水还可以起到节能的作用，因为橡胶硫化促进剂M的精制方法中需将反应温度控制在40-50℃，而在萃取过程中，双氧水与粗品M钠盐中的杂质反应，反应过程中放出热量，从而节约了蒸汽用量。

在粗品M钠盐中通入纯氧，纯氧可催化粗品M钠盐中的中间产物苯并噻唑和苯胺基苯并噻唑继续与硫磺反应生成M，从而使得粗品M中M含量增加，该方法充分利用了原料，节约了成本。

本发明具有以下有益效果：