[发明专利]一种一硫化四苄基秋兰姆及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种一硫化四苄基秋兰姆，还涉及该产品低成本、环保的制备方法及该产品作为橡胶助剂的应用，属于精细化工技术领域。

背景技术

近年来，随着橡胶加工业的快速发展，国内汽车工业、通讯产业的迅猛发展，带动橡胶加工业快速增长，给橡胶助剂行业的发展提供了前所未有的良好机遇。入世以来，我国橡胶促进剂产品的生产虽然已有大幅度提高，但与国外发达国家相比，在产品内在质量及“绿色”环保技术等方面仍存在很大差距。尤其是国际上对某些促进剂产品在橡胶加工过程中易产生有害物质亚硝胺的毒性问题日益重视，有关亚硝基化合物的生成、影响等课题研究成为全球橡胶促进剂领域的热点话题，因此新的橡胶促进剂也多为替代产生亚硝胺的促进剂品种。目前国外研究的能够产生致癌物亚硝胺的硫化促进剂有二硫代氨基酸盐类如 PZ、ZDC、ZDBDC、NBC 等 ；次磺酰胺类如 NOBS、DEBS 等 ；秋兰姆类如 TMTM（一硫化四甲基秋兰姆）、TMTD（二硫化四甲基秋兰姆）、TETD（二硫化四乙基秋兰姆）、TBTD（二硫代四丁基秋兰姆）等；硫脲类如ETU、DETU等。鉴于此，目前全球许多限制性法规相继出台，如德国早在 1982 年就颁布法规控制亚硝胺含量，美国、日本、法国、英国也积极开发不产生亚硝胺的新型硫化促进剂，并相继停止使用产生亚硝胺的硫化促进剂。因此，开发环保型硫化促进剂是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种一硫化四苄基秋兰姆新产品，该产品不存在常见的秋兰姆类促进剂的毒性问题，同时兼备硫化促进剂性能和防焦性能，是促进剂TMTM的理想替代品。

本发明还提供了一硫化四苄基秋兰姆的制备方法，该方法制备简单，易于操作。

本发明还提供了一硫化四苄基秋兰姆作为橡胶助剂的应用，因其良好性能，其能替代促进剂TMTM用于橡胶制品加工中，具有很好的应用前景。

本发明提供的一硫化四苄基秋兰姆，具有下式Ⅰ所示的结构式：

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上述一硫化四苄基秋兰姆熔点为92-95℃、外观为白色粉末。

本发明还提供了一硫化四苄基秋兰姆的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将二苄胺、二硫化碳和氢氧化钠在溶剂中进行反应，得结构式如下式Ⅱ所述的二苄基二硫代氨基甲酸钠；

反应式如下：

（2）向步骤（1）的反应液中加入酸，调整pH为5-6，然后滴加双氧水进行反应，得结构式如下式Ⅲ所述的二硫化四苄基秋兰姆；

酸为硫酸时的反应式如下：

（3）向步骤（2）的反应液中加碱调节pH至7-8，然后通入氢气至压力为0.8-1.0Mpa，控制温度为140-150℃进行密闭反应，得一硫化四苄基秋兰姆；反应式如下：

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本发明以二苄胺为原料，先制得二硫化四苄基秋兰姆，然后通过氢气脱硫的方式得到一硫化四苄基秋兰姆，反应原料毒性小，更为环保。

上述方法中，所用双氧水的浓度为25-30wt%，在此浓度范围下，各原料的用量关系如下：步骤（1）的二苄胺100-120重量份，步骤（1）的氢氧化钠21-25重量份，步骤（1）的二硫化碳40-51重量份，步骤（2）的双氧水31-40重量份，步骤（1）的溶剂300-500重量份。

进一步的，所用双氧水的浓度为30wt%，各原料优选使用以下用量关系：二苄胺100重量份，氢氧化钠21重量份，二硫化碳40-43重量份，双氧水31-34重量份，溶剂300-400重量份。

更进一步的，所用双氧水的浓度为30wt%，各原料优选使用以下用量关系：二苄胺100重量份，氢氧化钠21重量份，二硫化碳41重量份，双氧水32重量份，溶剂300重量份。

上述步骤（1）中，先将二苄胺、氢氧化钠和溶剂混合均匀，然后在向其中滴加二硫化碳，滴完后再反应0.5-1h。

上述步骤（1）中，所用溶剂为水或者是体积分数为5-15%的乙醇水溶液。

上述步骤（2）中，双氧水在常温下滴入溶液中，滴加完后，反应2.5-3h。

上述步骤（2）中，调整pH的酸可以是任意的常用酸，例如硫酸、盐酸等，酸的浓度无特别要求。

上述步骤（3）中，调整pH的碱可以是任意的常用碱溶液，例如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等，碱的浓度无特别要求。

上述步骤（3）中，反应时间为2-3h。