一種水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑cbs工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水相中超聲電解法生產(chǎn)橡膠硫化促進(jìn)劑N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（CBS）的新工藝，屬電化學(xué)領(lǐng)域。該工藝過程包括：將2-巰基苯并噻唑或者其鈉鹽和環(huán)己胺（按重量比1:1.2～5比例）分別加入裝有飽和氯化鈉水溶液的帶有超聲波振子或者超聲波振桿的電解槽中，在5-15oC，攪拌下，接通直流電源，電解反應(yīng)一段時(shí)間后，關(guān)閉電源，過濾、水洗、干燥得橡膠促進(jìn)劑CBS產(chǎn)品,產(chǎn)品收率96%以上，電流效率可達(dá)到80%以上。該方法過程簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，電解過程中不使用有機(jī)溶劑，電解液可循環(huán)利用，清潔環(huán)保，降低了環(huán)境污染和設(shè)備腐蝕。
【專利說明】一種水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠硫化促進(jìn)劑CBS的生產(chǎn)工藝，特別涉及在水相中利用電解法合成 橡膠硫化促進(jìn)劑CBS新工藝，屬電化學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 硫化促進(jìn)劑CBS的化學(xué)名稱為N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，是常用的后效性 橡膠硫化促進(jìn)劑，廣泛用于輪胎、膠鞋、膠管、膠帶、電纜和一般工業(yè)制品，具有獨(dú)特的抗焦 燒以及硫化速度快等特點(diǎn)，同時(shí)它在硫化過程中不會(huì)產(chǎn)生亞硝胺致癌物質(zhì)，是目前國(guó)內(nèi)外 普遍采用的環(huán)保型促進(jìn)劑之一。目前，國(guó)內(nèi)外促進(jìn)劑CBS的生產(chǎn)方法有四種：次氯酸鈉氧化 法、雙氧水氧化法、無(wú)氧化劑合成法和氧氣氧化法。電解氧化法是近年來剛剛發(fā)展的一種清 潔環(huán)保的生產(chǎn)方法，較早的報(bào)道是使用鉬電極，在不分隔的電解槽中，以四乙基胺高氯酸鹽 為電解質(zhì)，二甲基甲酰胺為溶劑，由2-巰基苯并噻唑（促進(jìn)劑M)或二硫化苯并噻唑（促進(jìn) 劑DM)與環(huán)己胺反應(yīng)制備[US4127454.J； Crg泛￡麗，1978，必0矽，3223-3227·]。由 于有機(jī)溶劑的存在，電流效率較低，限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。但不使用有機(jī)溶劑時(shí)，電 解過程中會(huì)在陽(yáng)極板上析出固體，難以借機(jī)械力去除，使電壓升高或電流下降，降低電流效 率，同樣也限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于不添加有機(jī)溶劑，提供一種水相中電解合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS 的新工藝，提高電流效率，便于工業(yè)化推廣應(yīng)用。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：將2-巰基苯并噻唑或者其鈉鹽、環(huán) 己胺、飽和氯化鈉水溶液按重量比1:1. 2?5:10?100比例分別加入帶有超聲波振子或者 超聲波振桿的電解槽中，超聲波頻率22-40kHZ，在5-15 °C，攪拌下，接通直流電源，電流密 度為100-700A/m2 ;反應(yīng)完畢后，關(guān)閉電源，過濾、水洗、干燥得橡膠促進(jìn)劑CBS。濾液可以重 新返回電解槽循環(huán)使用。
[0005] 電解槽內(nèi)陽(yáng)極和陰極分別選自DSA電極、石墨電極、不銹鋼電極、鉬電極、鎳電極、 鈦電極或玻碳電極。陽(yáng)極和陰極優(yōu)選DSA電極和鉬電極、DSA電極和不銹鋼電極、DSA電極 和DSA電極、DSA電極和石墨電極、鉬電極和DSA電極中的一組。DSA電極優(yōu)選銥鉭、釕銥或 鉬金涂層DSA電極。
[0006] 電解時(shí)超聲波振子放在電解槽的下部、側(cè)部或者下部和側(cè)部；超聲波振桿放在電 解液的內(nèi)部。電解超聲波頻率優(yōu)選30-40kHZ。電流密度優(yōu)選范圍為300-400A/m 2。
[0007] 本發(fā)明積極有益的效果是：1、采用電解法加入2-巰基苯并噻唑(Μ或者其鈉鹽） 和環(huán)己胺進(jìn)行電解合成CBS，避開了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中使用的次氯酸鈉氧化劑，無(wú)含鹽廢水 排放；2、水相電解，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單環(huán)保；3、過量環(huán)己胺及電解液循環(huán)使用，降低了原料的消 耗；4、用超聲電解槽作為電解設(shè)備能避免電解過程中反應(yīng)物粘附電極，提高了電流效率，產(chǎn) 品收率96%以上，電流效率可達(dá)到80%以上。5、不產(chǎn)生含鹽廢水，清潔環(huán)保、降低了環(huán)境污 染，易于工業(yè)化推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為電解槽超聲波振子位置示意圖。圖中1為電解槽，2為超聲波振子。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更好地說明，舉實(shí)施例如下： 實(shí)施例1 : 取原料2-巰基苯并噻唑(促進(jìn)劑M)、環(huán)己胺和飽和食鹽水，按重量比1:1. 2:10,配成 2400g懸濁液，放入電解槽中，超聲波振子放在電解槽下部；陽(yáng)極為鈦電極，陰極為鎳電極， 電極為開孔的平板網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；攪拌均勻后，冷卻至10 °C，接通直流電源，電流密度100 A/ m2,隨后打開超聲波，超聲波頻率30kHZ。通電后每間隔0.5 h取樣，經(jīng)LC檢測(cè)，反應(yīng)7.0小 時(shí)后，轉(zhuǎn)化率不再變化，關(guān)閉電源，經(jīng)過濾、水洗、干燥得橡膠促進(jìn)劑CBS產(chǎn)品。產(chǎn)品收率96 %，電流效率80%。
[0010] 實(shí)施例2 : 取原料促進(jìn)劑M、環(huán)己胺和飽和食鹽水，按重量比1:5:50,配成3000g懸濁液，放入電解 槽中，超聲波振子放在電解槽兩側(cè)；陽(yáng)極為銥鉭涂層DSA電極，陰極為不銹鋼材質(zhì)，電極為 平板結(jié)構(gòu)；攪拌均勻后，冷卻至5 °C，接通直流電源，電流密度300 A/m2,隨后打開超聲波， 超聲波頻率22kHZ。通電后每間隔0.5 h取樣，經(jīng)LC檢測(cè)，反應(yīng)6.0小時(shí)后，轉(zhuǎn)化率不再變 化，關(guān)閉電源，經(jīng)過濾、水洗、干燥得橡膠促進(jìn)劑CBS產(chǎn)品。產(chǎn)品收率100%，電流效率89%。
[0011] 實(shí)施例3: 取原料促進(jìn)劑M、環(huán)己胺和飽和食鹽水，按重量比1:5:80,配成3000g懸濁液，放入電解 槽中，超聲波振桿放在電解槽內(nèi)部反應(yīng)液中；陽(yáng)極為釕銥涂層DSA電極，陰極為鉬電極，電 極為開孔的平板網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；攪拌均勻后，冷卻至15 °C，接通直流電源，電流密度400 A/m2， 隨后打開超聲波，超聲波頻率40kHZ。通電后每間隔0.5 h取樣，經(jīng)LC檢測(cè)，反應(yīng)4. 5小時(shí) 后，轉(zhuǎn)化率不再變化，關(guān)閉電源，經(jīng)過濾、水洗、干燥得橡膠促進(jìn)劑CBS產(chǎn)品。產(chǎn)品收率98 %， 電流效率83%。
[0012] 實(shí)施例4: 回收實(shí)施例3反應(yīng)后的過濾液，經(jīng)檢測(cè)并補(bǔ)充，使原料促進(jìn)劑M、環(huán)己胺和飽和食鹽水 中重量比為1:3:80,配成3000g懸濁液，重復(fù)實(shí)施例3的操作，產(chǎn)品收率98 %，電流效率 82%。下表為按照實(shí)施例4重復(fù)4次的收率及電流效率： 實(shí)施例5 :

【權(quán)利要求】
1. 一種水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝，其特征在于，通過如下步驟實(shí)現(xiàn)： 將2-巰基苯并噻唑或者其鈉鹽、環(huán)己胺、飽和氯化鈉水溶液按重量比1:1. 2?5:10?100 比例分別加入帶有超聲波振子或者超聲波振桿的電解槽中，超聲波頻率22-40kHZ，在5-15 °C，攪拌下，接通直流電源，電流密度為100-700A/m 2 ;反應(yīng)完畢后，關(guān)閉電源，過濾、水洗、干 燥得橡膠促進(jìn)劑CBS。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝，其特征在于： 陽(yáng)極和陰極分別選自DSA電極、石墨電極、不銹鋼電極、鉬電極、鎳電極、鈦電極或玻碳電 極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝，其特征在于： 陽(yáng)極和陰極電極對(duì)選DSA電極和鉬電極、DSA電極和不銹鋼電極、DSA電極和DSA電極、DSA 電極和石墨電極、鉬電極和DSA電極中的一組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝，其特征在 于：DSA電極選銥鉭、釕銥或鉬金涂層DSA電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑TBBS工藝，其特征在于： 超聲波振子放在電解槽的下部、側(cè)部或者下部和側(cè)部；超聲波振桿放在電解液的內(nèi)部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑TBBS工藝，其特征在于： 在超聲波條件下電解，超聲波頻率30-40kHZ。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工藝，其特征在于： 電解時(shí)電流密度為300-400A/m2。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3或5-7其中之一所述的水相中電解法合成橡膠硫化促進(jìn)劑CBS工 藝，其特征在于：過濾產(chǎn)品后，濾液作為電解液循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】C25B15/08GK104109878SQ201410346595
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】李中賢, 劉小培, 王俊偉, 趙燦方, 胡衛(wèi)東, 董學(xué)亮, 余學(xué)軍, 徐丹 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心