[发明专利]一种3-甲基-2-噻唑硫酮及其低成本环保制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3-甲基-2-噻唑硫酮及其低成本环保制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

3-甲基-2-噻唑硫酮(MTT)作为一种橡胶硫化剂，是一种噻唑杂环化合物，该化合物中含有一个活性硫原子，可以对含卤素的高分子聚合物产生交联，尤其适合用于氯化丁基橡胶，氯丁橡胶、溴化丁基橡胶的硫化交联。MTT作为氯丁橡胶的高效硫化促进剂与传统的乙烯基硫脲ETU相比较，具有良好物理性能和耐老化性能，同时改进了氯丁橡胶胶料的焦烧性能和操作安全性，并兼有较快的硫化特征。通过MTT对其它橡胶作用效果的研究，发现在使用硫磺和第二促进剂的情况下，MTT作为一种硫化剂用在氯丁橡胶，特别是氯化丁基橡胶里有效。氯丁橡胶与天然橡胶胶料的共硫化对轮胎的内村层胶、隔膜、气囊，特别是轮胎工业有意义。

促进剂MTT虽然在国内有生产，但是工业合成路线一直没被广泛推广，现有文献报道了两种小试合成路线，一种是用2-氨基乙醇、硫酸、二硫化碳、氢氧化钾和溴乙烷为原料先合成2-噻唑硫酮再合成3-甲基-2-噻唑硫酮，这种合成方式复杂，副产物多，对环境污染很大，而且中间产物2-噻唑硫酮市场上有销售，2-噻唑硫酮的价格波动对MTT的价格影响很大。另一种是采用异硫氰酸甲酯和环硫乙烷为原料，DMF为溶剂在催化剂Et₄⁺Br-为催化剂合成3-甲基-2-噻唑硫酮，但是这种工艺相当复杂并且收率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种3-甲基-2-噻唑硫酮及其低成本环保制备方法，本发明的制备方法不会产生大量副产物，对环境污染较小，反应结束时，pH值接近中性，减少了后续废水处理的问题，降低了生产成本，且收率较高，制得的产品纯度高。

发明概述：

本发明的3-甲基-2-噻唑硫酮的低成本环保制备方法，先制取N-甲基溴乙胺，再和二硫化碳低温下直接成环，即合成3-甲基-2-噻唑硫酮，解决了生产过程中产生大量副产物的问题，对环境污染较小，反应结束时，pH值接近中性，减少了后续废水处理的问题，降低了生产成本。

发明详述：

本发明的技术方案如下：

一种3-甲基-2-噻唑硫酮，包括原料组分如下，均为重量份；

N-甲基单乙醇胺100～120份，硫酸65～75份，卤素盐150～160份，二硫化碳100～115份；

所述的卤素盐为溴化钠、氯化钠或碘化钠中的一种或两种以上组合。

本发明优选的，所述的硫酸浓度为96～98％。

本发明优选的，一种3-甲基-2-噻唑硫酮，包括原料组分如下，均为重量份；

N-甲基单乙醇胺100份，硫酸68～70份，卤素盐150～155份，二硫化碳110～115份。

本发明优选的，一种3-甲基-2-噻唑硫酮，包括原料组分如下，均为重量份；

N-甲基单乙醇胺100份，硫酸70份，卤素盐150份，二硫化碳110份。

本发明的N-甲基单乙醇胺、硫酸、二硫化碳、氢氧化钠均为现有市购产品，可市场购得。

上述3-甲基-2-噻唑硫酮的低成本环保制备方法，包括步骤如下：

(1)室温下，按配比将N-甲基单乙醇胺、卤素盐加入到水中，混合均匀，缓慢滴加硫酸，滴加完毕后，加热至65～80℃，反应时间2～3h，制得混合物；水的加入量与N-甲基单乙醇胺的质量比为(5～6)：1；

(2)混合物冷却至5～20℃，保温滴加二硫化碳，反应2～3h，整个反应过程至反应结束时pH值保持在8～9，反应得到的固体抽滤、洗涤、真空下干燥，即得3-甲基-2-噻唑硫酮。

本发明优选的，步骤(1)中加热温度值70～78℃，反应时间2～3h。

本发明优选的，步骤(2)中，混合物冷却至10～15℃，保温滴加二硫化碳，反应2～3h。

本发明优选的，步骤(2)中，反应过程中不断加氢氧化钠保持pH值在8～9。

上述3-甲基-2-噻唑硫酮，用于制备氯化丁基橡胶，氯丁橡胶。

一种小配合试验炼胶方法，包括如下重量份原料组成：

生胶100份，炭黑N77455份，芳烃油5份，防老剂40201份，防老剂ODA3份，润滑剂HT2222份，活性氧化镁4份，活性氧化锌5份，促进剂MTT0.4份；

步骤如下：

(1)密炼机一段混炼：

加入生胶、炭黑N774、芳烃油、防老剂4020、防老剂ODA和HT222，混炼180s，于120℃排胶，室温放置24h，得一段混炼胶；