一锅法制备含硫硅烷偶联剂TESPT
2020-07-30吴海鹰戴子林朱淮军高丽霞孔振兴
吴海鹰,戴子林,朱淮军,高丽霞,孔振兴
(广东省稀有金属研究所化工材料中心,广东 广州 510651)
含硫硅烷偶联剂TESPT,化学名称为双-3-(三乙氧基硅烷)丙基四硫化物,俗称Si-69,目前,广泛应用于高档橡胶制品生产及金属防腐制品之中,主要起到分散、硫化、滑湿、防护等重要作用[1-6]。含硫硅烷偶联剂制备主要是通过卤代烃烷氧基硅烷(如γ-氯丙基三乙氧基硅烷)与碱金属的多硫化物(如多硫化钠)的反应制得。按照碱金属的多硫化物的反应介质,可将其分为无水体系和水相体系[7-9]。自含硫硅烷偶联剂问世以来,科研人员一直在不断改善工艺提高产品质量、降低生产成本、消除环境污染上下功夫,目前使用水相合成法正在成为上升发展趋势[10-12]。
本文以氢氧化钠、γ-氯丙基三乙氧基硅烷和硫磺为原料,以季铵盐作相转移催化剂,在水相中一锅法合成Si-69,该法工艺简单,反应时间短,生产成本低,未见报道。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
氢氧化钠、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、硫磺均为工业级;四甲基溴化铵(TMAB)、四丁基溴化铵(TBAB)、四甲基氯化铵(TMAC)、四丁基氯化铵(TBAC)、苄基三乙基氯化铵(TEBAC)、十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)等季铵盐均为化学纯。
Nicolet Is10型傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)。
1.2 合成原理及方法
先是氢氧化钠与硫磺在水相中发生岐化反应,反应方程式为:
6NaOH+10S=2Na2S4+Na2S2O3+3H2O
然后Na2S4与γ-氯丙基三乙氧基硅烷发生缩合反应,反应方程式为:
Na2S4+2Cl(CH2)3Si(OC2H5)3=S4[(CH2)3Si(OC2H5)3]2+2NaCl

1.3 实验步骤
在500 mL三口烧瓶中加入氢氧化钠,加蒸馏水溶解。加入硫磺粉,开启搅拌并加热升温,70 ℃反应1 h。加入相转移催化剂,调节反应温度,滴加γ2,1 h滴加完后,85 ℃保温0.5 h,停止加热,待反应液温度降至室温,停止搅拌,并将反应液转入分液漏斗静置分液。……
