[发明专利]促进剂TBzTD及其合成工艺

说明书

本发明属于橡胶助剂领域，具体是涉及一种促进剂TBzTD及其合成工艺，包括下述步骤1)：二苄胺与碱液混合后，滴加二硫化碳，其中，二苄胺、碱液、和二硫化碳的摩尔比为1：(1‑2)：(1‑2)，反应温度为30‑60℃,得到二苄基氨基二硫代甲酸钠；2)，将步骤1)得到的二苄基氨基二硫代甲酸钠、二甲亚砜以及分散剂混合搅拌后，滴加强酸催化剂，反应温度为30‑80℃；其中，二苄基氨基二硫代甲酸钠：二甲亚砜：强酸催化剂的摩尔比为2：(1‑1.8)：(2‑4)，其中催化剂的摩尔量以氢离子计。生成目标产物TBzTD。该反应产品收率可到95％以上，产物TBzTD经HPLC测试纯度可到96％,初熔点≥128℃。

技术领域

本发明属于橡胶助剂领域，具体是涉及一种促进剂TBzTD及其合成工艺。

背景技术

秋兰姆类促进剂是橡胶硫化促进剂中拥有广泛用途的促进剂的一种。按照硫元素的数量可以分为一硫化秋兰姆、二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆。在常规硫化温度下二硫化秋兰姆和多硫化秋兰姆极易释放出活性硫，从而实现在不加入硫磺的情况下，使得胶料硫化，即实现“无硫硫化”。常用的秋兰姆类促进剂有二硫化四甲基秋兰姆(促进剂TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆(促进剂TETD)、二硫化甲基苯基秋兰姆((MPhTD)等。然而，随着时代的发展以及各国学者的深入研究，发现这些常用的秋兰姆类促进剂逐渐暴露出了对人体健康方面危害。目前国外已经确认TMTD在硫化时，会产生亚硝胺，从而引起操作工人致癌，欧洲和美国已经确认用美国原尤尼罗伊尔公司开发的促进剂二硫化四苄基秋兰姆 (TBzTD)所代替，我国也已出台替代目录，可以预见，未来也将用TBzTD替代TMTD。

二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)是橡胶促进剂秋兰姆类产品之一，其作为一种高效、绿色硫化促进剂，在天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶和乳胶的硫化方面，有着出色的表现。其化学结构和硫化促进效果与TMTD相似，硫化速度稍逊于TMTD，但稳定性胜于TMTD。广泛应用于制造电线电缆、轮胎、胶带、着色透明制品、鞋类、耐热制品等。与TMTD,TETD,MPhTD相比，TBzTD分子量更大，熔点更高，稳定性更好，加工安全性更好，拥有更长的焦烧时间，故其可作为天然橡胶、丁基橡胶和丁苯橡胶的快速硫化主促进剂或助促进剂，也可用于PVC橡胶硫化抑制剂。并且TBzTD 虽在硫化时会产生少量二苄基亚硝胺，但因它分子量大，是既不挥发也不溶于水的非致癌物质，属于我国提倡开发的绿色、安全、环保、高效的橡胶硫化促进剂，同时因TBzTD产品是非极性的，用于橡胶硫化不会产生喷霜。

目前易见报道的硫化促进剂TBzTD的合成工艺共有六种：

[1]亚硝酸钠为氧化剂制备:该方法是首先将仲胺与二硫化碳在水中与KOH 反应，生成相应的二硫代氨基甲酸钾盐，然后再用亚硝酸钠将其氧化，继而生成目标产物。该方法的缺点是需要使用大量的亚硝酸钠作为反应的氧化剂，原子利用率很低，并且反应的产率也不是很高。

[2]碘单质为氧化剂制备:该方法是首先将哌啶与二硫化碳在水中与NaOH反应，生成相应的二硫代氨基甲酸钠盐，然后再用I2/KI体系将其氧化，继而生成目标产物。该方法的缺点是需要使用大量的单质碘作为反应的氧化剂，原子利用率很低并且反应的产率仅为28％

[3]亚氯酸钠为氧化剂制备:该方法是以二硫化氨基甲酸为原料，将其溶解在甲醇中，然后控温在0-5℃,向体系中滴加亚氯酸钠的水溶液，低温合成目标产物。该方法虽然反应时间很短，并且产率很理想，但是反应需要使用大量的亚氯酸钠作为氧化剂，并且需要低温，因此该合成方法也不是理想的合成方法。

[4]过氧化氢为氧化剂制备:该方法是先将NaOH溶解在水中，再将仲胺和二硫化碳滴加到其中，然后向体系中加入酸及过氧化氢，合成目标产物。该方法采用过氧化氢为氧化剂，比上述三种氧化剂更为环保。但是，会产生大量的工业废水，为后续的三废处理增加困难，增加了生产成本。