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2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物

发布日期:2018/7/27 10:50:50

【背景及概述】[1][2]

2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物,中文别名防老剂RD,其CAS号为26780-96-1,是一种工业催化剂塑料橡胶助剂。2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物化学式C36H45N3,分子量519.76300,熔点2-94°C,密度1.08,沸点>315°C,闪点118.6ºC,折射率1.548,蒸气压0.000262mmHg at 25°C。适用于NR和CR的合成橡胶如IR,BR和SBR,抗热氧老化性能优良,但不能防止胶的弯曲龟裂。如果吸入,请将患者移到新鲜空气处;如果皮肤接触,应脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤,如有不适感,就医;如果眼晴接触,应分开眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗,并立即就医;如果食入,立即漱口,禁止催吐,应立即就医。对保护施救者的忠告如下:将患者转移到安全的场所,咨询医生,如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露,小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中,用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收,并转移至安全场所,禁止冲入下水道;若大量泄漏,构筑围堤或挖坑收容,封闭排水管道,用泡沫覆盖,抑制蒸发,用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

【合成】[1]

方法1:将苯胺和苯磺酸按质量份数分别为8.9份和0.52份投入设有冷凝器装置的釜式反应器中,搅拌下加热熔融并升温至155℃,开始滴加丙酮,保持温度155~165℃,当加完质量份数13份的丙酮后,仍保持温度155~165℃在丙酮的回流下进行缩合反应,一直到终点。将产物送入蒸馏塔,蒸出水并回收丙酮,再进行减压蒸馏,收集130~140℃(2kPa)沸程的馏分即得单体2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉。在搪瓷反应釜中先加入将8份30%的盐酸,搅拌下加入水稀释至17%左右,加热到80℃,徐徐滴加单体,保持温度95~98℃进行聚合。滴加完单体后,继续反应4h。加入15%的NaOH溶液进行中和,使反应物料呈中性。然后经冷却、结晶、过滤、水洗、干燥,即得2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物成品。

方法2:一种制备2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物的方法,它在生产橡胶原材料时可加强防止硫喷霜现象的效果。方法包括:在酸催化剂存在的条件下,使苯胺和丙酮发生缩合反应,以获得包括2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体的反应混合物;在高温低压条件下在烃类惰性溶剂中中和并洗涤反应混合物,以净化2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体,然后在酸催化剂存在的条件下,聚合净化后的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体。

第一步:使苯胺和丙酮在酸催化剂作用下发生缩合反应,以提供反应混合物。以此获得2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体,但该反应混合物还包括酸催化剂和反应副产物。第一步的反应方程式如下式所示:

缩合和聚合反应是在温和的条件下进行的,以使得从方程式所示的反应中获得的单体进一步聚合,而不生成未经证实的杂质。在这步中,不需添加烃类惰性溶剂,但如果需要,可少量添加烃类惰性溶剂以避免 降低缩合反应的速度。

第二步:净化第一步获得的二氢喹啉。第二步可进一步分为以下三个部分:

1)是中和反应混合物。向第一步获得的包括二氢喹啉单体的反应混合物中添加碱,并且中和反应在惰性有机溶剂中进行,以除去第一步使用的酸催化剂。

2)洗涤。将水添加到第一部分获得的产品中,以从含二氢喹啉的有机层中分离含副产品的水层。从而完全除去了中和步骤中残留的无机化合物以及苯胺盐。

3)净化,即蒸馏并除去用过的烃类惰性有机溶剂和未反应的丙酮、苯胺以及挥发性的加合物。由于该部分是在高 真空度高温进行的,因此应注意不要损坏2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体。真空度优选在1kPa或以下,更优选0.7kPa或以下。此外,温度优选在100℃~200℃之间,更优选在130℃~170℃之间。如果蒸馏过程的温度偏离上述范围,将会导致蒸馏持续时间的延长以及产物变 质,特别是变色,因此不是优选的。本法可获得一种纯净的含高聚物和未经证实杂质的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉单体。

第三步:第二步获得的高纯度二氢喹啉单体在酸催化剂的作用下发生聚合,生成高纯度的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物。聚合反应可用下述的方程式表示:

其中n是从0到5的整数

【应用】[2]

2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物是一种工业催化剂或塑料橡胶助剂,其应用举例如下:

制备一种具有隔音功能的材料,该隔音材料包括的组分有丁腈橡胶100份、氧化锌、硬脂酸、氧化镁、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、石墨粉、羧基硅油、促进剂、硫化剂,其中所述材料包括的组分以重量份计:丁腈橡胶100份、氧化锌4-7份、硬脂酸0.5-1.5份、氧化镁8-12份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物1.5-3.5份、石墨粉7-12份、羧基硅油3-6份、促进剂0.5-1.5份、硫化剂2-6份。该材料单位体积相对其他隔音材料要轻,能减少使用上的重量,使应用的组件整体质量降低,隔音和吸引性能好,具有长期稳定可靠的隔音吸引性能。

【主要参考资料】

[1] 朴钟昊;金相夏.制备高纯度2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉的方法. CN200410070177.5,申请日2004-08-05

[2] 顾云龙.一种具有隔音功能的材料. CN201510858705.1,申请日2015-12-01