本申請涉及工業(yè)合成，具體涉及一種制備高含量橡膠防老劑的裝置和方法。

背景技術：

1、橡膠防老劑是一種酮胺類防老劑。對熱氧老化防護效果好，對金屬的催化氧化也有強抑制作用，毒性小，廣泛應用于合成橡膠及天然橡膠的多種制品中，使橡膠具有長期的抗熱老化作用并阻止膠料被金屬催化氧化。現(xiàn)有的橡膠防老劑的合成工藝大體可分為“一步法”或“兩步法”?！耙徊椒ā睘榉磻锪显诖呋瘎┳饔孟掳l(fā)生縮合、聚合反應。“兩步法”為反應物料在催化劑的作用下發(fā)生縮合反應，縮合反應液經(jīng)處理得到橡膠防老劑單體，之后再在催化劑的作用下發(fā)生聚合反應，得到橡膠防老劑的聚合體。

2、目前生產(chǎn)橡膠防老劑tmq的縮合步驟中采用釜式反應器，存在反混現(xiàn)象、雜質(zhì)多和苯胺轉(zhuǎn)化率低的問題，兩步法聚合步驟均采用間歇釜式聚合，存在批次間產(chǎn)品不穩(wěn)定、需要人工多、不易大量生產(chǎn)的問題。此外，相關技術中的縮合催化劑主要有以下幾種：鹽酸，該催化劑存在轉(zhuǎn)化率低、雜質(zhì)含量高、三廢多的弊端；大孔強酸性磺酸型離子交換樹脂，該催化劑存在有效酸含量較低、耐熱性較差、反應時間長等弊端；甲基苯磺酸類催化劑，該催化劑存在雜質(zhì)多、污染嚴重且不利于工業(yè)生產(chǎn)的弊端；固體酸催化劑，該催化劑存在輸送困難，投資大弊端。

3、因此，目前制備橡膠防老劑的裝置和方法仍有待改進。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本申請的目的是提供一種制備橡膠防老劑的裝置和方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種用于制備橡膠防老劑的裝置，包括縮合反應器以及聚合反應單元，所述縮合反應器包括位于反應器頂部的第一反應物入口、位于反應器底部的第二反應物入口以及縮合產(chǎn)物出口；所述聚合反應單元和所述縮合反應器的縮合產(chǎn)物出口相連。

3、進一步地，所述縮合反應器包括升膜反應器，并且反應物在所述縮合反應器內(nèi)進行升膜或降膜運動。

4、進一步地，所述裝置包括原料預混單元，所述原料預混單元和所述第一反應物入口相連，所述原料預混單元包括縮合催化劑入口、第一物料入口以及加熱件。

5、進一步地，所述聚合反應單元包括至少一個一級聚合反應器，以及多個二級聚合反應器。

6、進一步地，所述一級聚合反應器和所述縮合產(chǎn)物出口相連，并具有聚合催化劑入口，所述二級聚合反應器和所述一級聚合反應器相連。

7、進一步地，所述裝置包括以下單元的至少之一：氣化單元，所述氣化單元和所述縮合反應器的第二反應物入口相連；第一物料回收單元，所述第一物料回收單元分別和所述縮合反應器以及所述聚合反應單元相連；第二物料回收單元，所述第二物料回收單元和所述縮合反應器相連；后處理單元，所述后處理單元和所述聚合反應單元相連。

8、在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種利用所述裝置制備橡膠防老劑的方法，包括：將第一反應物自所述縮合反應器頂部加入所述縮合反應器中，將第二反應物自所述縮合反應器底部加入所述縮合反應器中，以令所述第一反應物在所述縮合反應器中進行降膜運動，令所述第二反應物在所述縮合反應器中進行升膜運動，自不同方向匯合并且發(fā)生縮合反應；將經(jīng)過所述縮合反應的產(chǎn)物供給至聚合反應單元，以在所述聚合催化劑作用下發(fā)生聚合反應。

9、進一步地，所述縮合反應是在縮合催化劑作用下發(fā)生的，所述縮合催化劑包括烷基磺酸型液體酸，所述烷基磺酸型液體酸包括芳香類磺酸。

10、進一步地，所述方法滿足以下條件的至少之一：所述第一反應物包括所述縮合催化劑以及第一物料，所述第一物料包括苯胺；所述縮合催化劑含量不高于0.8wt％；所述第一反應物是經(jīng)過預熱之后供給至所述縮合反應器的，所述預熱的溫度為100-130℃；所述第二反應物包括丙酮；所述第二反應物是預先經(jīng)過氣化之后供給至所述縮合反應器的；供給至所述縮合反應器中的所述第二反應物以及所述第一物料的質(zhì)量比不高于3:1。

11、進一步地，所述縮合反應的溫度為100-140℃，反應時間為0.5-2小時。

12、進一步地，所述方法包括：自所述縮合反應器頂部收集第二反應物蒸汽，以回收所述第二反應物。

13、進一步地，在將所述縮合反應的產(chǎn)物供給至聚合反應單元之前，所述方法進一步包括對所述縮合反應的產(chǎn)物進行蒸餾，以回收所述第一物料。

14、進一步地，所述聚合反應包括一級聚合反應以及二級聚合反應，所述一級聚合反應的溫度為80-95℃；所述二級聚合反應的溫度為95-110℃。

15、進一步地，所述聚合反應之后，進一步包括對所述聚合反應產(chǎn)物進行后處理的操作，所述后處理包括中和、分相以及蒸餾中的至少之一。

16、進一步地，所述橡膠防老劑是利用上述裝置或上述方法獲得的。

17、進一步地，所述橡膠防老劑包括tmq，所述橡膠防老劑中的有效體含量不低于80％；所述橡膠防老劑中二聚體和三聚體的含量之和不低于70％。

18、本申請的有益效果：

19、1.本申請采用烷基磺酸型液體酸作為縮合催化劑，使縮合時間以及酮胺比均大幅降低，降低了縮合反應的產(chǎn)物中雜質(zhì)含量，減少了催化劑用量，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

20、2.本申請的用于制備橡膠防老劑的裝置，采用連續(xù)聚合，批次間產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定、自動化水平提高、易于大量生產(chǎn)。

21、3.本申請獲得的橡膠防老劑中有效體含量高，產(chǎn)品質(zhì)量達到國際領先水平。

22、上述概述僅僅是為了說明書的目的，并不意圖以任何方式進行限制。除上述描述的示意性的方面、實施方式和特征之外，通過參考附圖和以下的詳細描述，本申請進一步的方面、實施方式和特征將會是容易明白的。

23、附圖說明

24、在附圖中，除非另外規(guī)定，否則貫穿多個附圖相同的附圖標記表示相同或相似的部件或元素。這些附圖不一定是按照比例繪制的。應該理解，這些附圖僅描繪了根據(jù)本申請公開的一些實施方式，而不應將其視為是對本申請范圍的限制。

25、圖1為本發(fā)明一實施例的制備橡膠防老劑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

26、圖2為本發(fā)明一實施例的制備橡膠防老劑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

27、圖3為本發(fā)明一實施例的制備橡膠防老劑的方法的流程圖。

技術特征：

1.一種用于制備橡膠防老劑的裝置，其特征在于，包括縮合反應器以及聚合反應單元，

2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述縮合反應器包括升膜反應器，并且反應物在所述縮合反應器內(nèi)進行升膜或降膜運動。

3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括原料預混單元，所述原料預混單元和所述第一反應物入口相連，所述原料預混單元包括縮合催化劑入口、第一物料入口以及加熱件。

4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述聚合反應單元包括至少一個一級聚合反應器，以及多個二級聚合反應器。

5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述一級聚合反應器和所述縮合產(chǎn)物出口相連，并具有聚合催化劑入口；

6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，包括以下單元的至少之一：

7.一種利用權利要求1-6任一項所述的裝置制備橡膠防老劑的方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述縮合反應是在縮合催化劑作用下發(fā)生的，所述縮合催化劑包括烷基磺酸型液體酸，所述烷基磺酸型液體酸包括芳香類磺酸。

9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法滿足以下條件的至少之一：

10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述縮合反應的溫度為100-140℃，反應時間為0.5-2小時。

11.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，進一步包括：自所述縮合反應器頂部收集第二反應物蒸汽，以回收所述第二反應物。

12.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，在將所述縮合反應的產(chǎn)物供給至聚合反應單元之前，所述方法進一步包括對所述縮合反應的產(chǎn)物進行蒸餾，以回收所述第一物料。

13.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合反應包括一級聚合反應以及二級聚合反應，

14.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合反應之后，進一步包括對所述聚合反應產(chǎn)物進行后處理的操作；

15.一種橡膠防老劑，其特征在于，所述橡膠防老劑是利用權利要求1-6任一項所述的裝置，或權利要求7-14任一項所述的方法獲得的。

16.根據(jù)權利要求15所述的橡膠防老劑，其特征在于，所述橡膠防老劑包括tmq，

技術總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N制備橡膠防老劑的裝置和方法。該裝置包括縮合反應器以及聚合反應單元，縮合反應器包括位于反應器頂部的第一反應物入口、位于反應器底部的第二反應物入口以及縮合產(chǎn)物出口；聚合反應單元和縮合反應器的縮合產(chǎn)物出口相連。與現(xiàn)有技術相比，本申請具有如下的有益效果：降低縮合時間，減少催化劑用量，節(jié)省生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，自動化水平提高，易于大量生產(chǎn)，產(chǎn)量高。

技術研發(fā)人員：石松,王博,曹鳳顯,高世明,謝頌鋒
受保護的技術使用者：圣奧化學科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2