第14卷20009文章编号:第3期沈阳化工学院学报JOURNALOFSHENYANGINSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYVol.14No.3Sep.20001004-4639(2000)03-0172-03防焦剂MTP合成工艺的研究张辉,1胡晓东,2胡国良1(1.沈阳化工学院,辽宁沈阳110021;2.沈阳第三橡胶厂,辽宁沈阳110025)摘要:以二硫代双吗啉和邻苯二甲酰亚胺为主要原料,经氯化反应、缩合反应制备N吗啉硫代邻苯二甲酰亚胺(即防焦剂MTP),工艺过程简单,容易操作.当通氯量与二硫代双吗啉的摩尔比为(1.03~1.08)1时,产品收率可达80%左右.选用25%氢氧化钠溶液作为吸酸剂和甲苯作为溶剂比较适宜.关键词:防焦剂MTP;TQ330.38合成;甲苯;通氯量A中图分类号:文献标识码:橡胶加工过程中,为提高生产效率通常采用高温高速的硫化体系,这样容易使胶料产生早期硫化现象(即焦烧),使其难以进行后续加工或造成残次品.因此,通常使用防焦剂来延长焦烧时间,有效地防止焦烧的发生.防焦剂已成为橡胶加工过程中不可缺少的添加助剂之一[1].目前,国内外使用的防焦剂有几种.但只有防焦剂CTP使用效果较好,应用比较普遍.它是由美国孟山都公司于1970年研制成功并商品化.我国在1978年研制成功并投入生产.我院于90年代初研制开发了防焦剂CTP合成新工艺,并投入工业生产[2].防焦剂CTP只具有防止焦烧、延迟硫化的作用,是一种性能比较单一的橡胶加工助剂.研究开发多功能橡胶加工助剂受到人们普遍关注.防焦剂MTP是国内外正在研究开发的新型多功能防焦剂,其化学名称为N吗啉硫代邻苯二甲酰亚胺.防焦剂MTP在橡胶加工过程的硫化初期具有防止焦烧的作用,而且在硫化后期能增强硫化,因此,它不仅是性能优良的防焦剂,而且也是一种硫化剂[3].目前,国内对防焦剂MTP合成工艺研究的很少,在借鉴研究防焦剂CTP合成新工艺的基础上,我们对防焦剂MTP合成工艺条件进行了研究,得出了适收稿日期:作者简介:2000-06-15宜的实验条件,为进一步研究开发防焦剂MTP奠定了基础.11.1实验部分合成原理防焦剂MTP的合成分2步进行.第1步是将二硫代双吗啉进行氯化,反应后得到中间产物吗啉次磺酰氯;第2步是使中间产物与邻苯二甲酰亚胺进行缩合反应,制得N吗啉硫代邻苯二甲酰亚胺,即防焦剂MTP.其反应式如下:ONSSNO+Cl2溶剂存在下2ONSCl(1)OCONSCl+CONH张辉(1972-),女,黑龙江佳木斯人,助工,学士,主要从事化学工程与工艺研究.第3期OC张辉等:防焦剂MTP合成工艺的研究表1通氯量对产品质量及收率的影响熔点()收率(%)58.560.280.279.878.877.6173通氯量(g)4.2185~189186~189187~190186~191192~198193~201NCOSNO+HCl4.57.47.7(2)11.711.91.2药品及仪器药品:二硫代双吗啉为工业品;液氯为工注:二硫代双吗啉量为23.6g二硫代双吗啉与氯气反应生成吗啉次磺酰氯,理论上通氯量与二硫代双吗啉用量摩尔比为11.通氯量不足,则氯化反应进行的不完全,降低产品的收率;通氯量过大,生成的吗啉次磺酰氯容易进一步被氯化,最终导致产品的熔点升高,产品质量受到较大的影响.实验结果表明,通氯量和二硫代双吗啉的摩尔比为(1.03~1.08)1比较适宜.2.2缩合反应的影响吗啉次磺酰氯与邻苯二甲酰亚胺进行缩合反应时生成N吗啉硫代邻苯二甲酰亚胺(即防焦剂MTP)与氯化氢.为有利于反应的进行,通常采用碱性物质(又称吸酸剂)中和反应生成的氯化氢.作为吸酸剂的碱性物质可选用氢氧化钠、三乙胺等.本实验选用25%氢氧化钠溶液作为吸酸剂,具有操作安全,使用方便,价格低廉等优点.实验中,采用氯化液与吸酸剂同时滴加的方式,使溶液的pH值基本保持稳定,有利于反应的进行.2.3溶剂的确定氯化反应及缩合反应都需要在溶剂存在下进行.本实验选择甲苯、二甲苯、四氯化碳、二甲基甲酰胺4种溶解性能较好的溶剂进行分析比较,以确定适宜的溶剂.溶剂种类对实验结果的影响如表2所示.从表2中可知,选用不同种类溶剂,对产品质量及收率影响不明显.二甲基甲酰胺且恢秩芙饽芰锨康娜芗?但溶剂的成本较高,溶剂回收比较困难.四氯化碳为溶剂时,因沸点较低,溶剂损失量较大.二甲苯和甲苯作为溶剂时,对产品质量和收率影响不大,都可以作为本实验的溶剂使用,但选用甲苯为溶剂更为有业品;邻苯二甲酰亚