一種添加劑及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種添加劑及其制備方法與應用。添加劑由聚乙二醇、2-巰基苯并咪唑、硫脲、明膠、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚組成。制備方法包括前處理、配制步驟，具體包括：按配比比例分別稱取明膠、硫脲和2-巰基苯并咪唑粉碎混合得到物料a；加入到電解液，攪拌溶解后加入甲酚和聚乙二醇得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，攪拌至完全溶解得到目標物。本發明的應用為所述的添加劑在鈦酸四乙酯生產中的應用。本發明的添加劑不但能降低電解液的電阻，使電解反應速度加快，還能提高電解過程中的電流效率，還能抑制電解過程中的副反應的發生，使副產物的生成率降低，使主產物鈦酸四乙酯的生成率可以達到90%以上。
【專利說明】一種添加劑及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金化工【技術領域】，具體涉及一種添加劑及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]鈦酸四乙酯是一種重要的化工產品，近年來在橡膠、紡織、涂料、電子、陶瓷、、玻璃、、化工中的應用得到迅速發展，廣泛用于光電材料、耐高溫涂料、傳感器、介電材料、分散劑、乳化劑、固化劑、催化劑及載體等重要領域。
[0003]目前工業上制備鈦酸四乙酯方法主要是用TiCl4與相應的醇進行交換反應，過程復雜，生產周期將近長，產量低，能耗大、純度達不到要求，而且反應中有強腐蝕性物質HC1生成導致后續分離步驟繁瑣導致生產成本高，而對環境污染大，所以人們一直努力尋找合成金屬醇鹽的更好替代途徑。
[0004]電解法是一種新型的鈦酸四乙酯制備方法，其動力是電源，原料是鈦金屬和乙醇，不產生“三廢”，不污染環境，不破壞生態平衡，且成本便宜、工藝簡單、流程明了、易提取分離、容易回收、從陽極到陰極以電子傳遞，實現了綠色生產、清潔生產、循環生產，更引以關注的是，電解法可以調節電壓電流大小，從而變化電子流速，實現對電解效率和反應速率的人為控制，容易工業化、規模化、產業化，該方法避免了傳統合成方式中資源浪費、流程復雜、反應條件嚴格等不足，相信電解法會成為鈦酸四乙酯合成領域的主導方向，成為一種低碳環保易受歡迎的合成方法，但是在電解合成方法制備的鈦酸四乙酯過程中存在電解液電阻大、電流效率低、能耗大、副產物多等問題。因此，開發一種能解決上述問題的方法是非常必要的。
【發明內容】
[0005]本發明的第一目的在于提供一種添加劑；第二目的在于提供所述添加劑的制備方法；第三目的在于提供所述添加劑的應用。
[0006]本發明的第一目的是這樣實現的，所述的添加劑由聚乙二醇、2-巰基苯并咪唑、硫脲、明膠、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚組成。
[0007]本發明的第二目的是這樣實現的，包括前處理、配制步驟，具體包括:
A、前處理:按配比比例分別稱取明膠、硫脲和2-巰基苯并咪唑粉碎過5(Γ100目篩混合得到物料a ；
B、配制:將物料a加入到固液體積比1000(Γ100000倍的電解液，攪拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并攪拌均勻得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，攪拌至完全溶解得到目標物。
[0008]本發明的第三目的是這樣實現的，所述的添加劑在鈦酸四乙酯生產中的應用。
[0009]本發明的添加劑不但能降低電解液的電阻，使電解反應速度加快，還能提高電解過程中的電流效率，在電解過程中能提高電流效率6°/Γ?5%，在工業生產中每噸鈦酸四乙酯平均降低能耗10(T200kw.h，大幅度降低鈦酸四乙酯的生產成本，該添加劑還能抑制電解過程中的副反應的發生，使副產物的生成率降低，使主產物鈦酸四乙酯的生成率可以達到90%以上。
[0010]本發明的添加劑是將聚乙二醇、2--巰基苯并咪唑、硫脲、明膠、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚等七種物質組成的添加劑溶解在電解液中，降低了電解液的電阻，提高了電解液的導電性，使反應速度加快，還能提高電流效率，同時抑制電解過程中的副反應，減少副產物的問題，而且在反應中性質穩定，效率高，并且可多次回收重復利用，適宜工業化連續生產應用等特點。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變換或替換，均屬于本發明的保護范圍。
[0012]本發明所述的添加劑由聚乙二醇、2-巰基苯并咪唑、硫脲、明膠、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚組成。
[0013]所述的添加劑由重量百分數聚乙二醇0.2^2份、2-巰基苯并咪唑0.3^2份、硫脲
0.Γ1份、明膠0.Γ2份、聚丙烯酰胺0.Γ3份、三乙醇胺0.Γ1份和甲酚0.Γ1份組成。
[0014]本發明所述添加劑的制備方法，包括前處理、配制步驟，具體包括:
A、前處理:按配比比例分別稱取明膠、硫脲和2-巰基苯并咪唑粉碎過50?100目篩混合得到物料a ；
B、配制:將物料a加入到固液體積比1000(Γ100000倍的電解液，攪拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并攪拌均勻得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，攪拌至完全溶解得到目標物。
[0015]所述的電解液為生產鈦酸四乙酯的電解液，其組分為無水乙醇和四乙基溴化銨。
[0016]電解液由無水乙醇，和四乙基溴化銨組成，四乙基溴化銨在電解液中的濃度范圍為 lmg/L?10 mg/L0
[0017]本發明的應用為所述的添加劑在鈦酸四乙酯生產中的應用。
[0018]所述的鈦酸四乙酯生產包括以下步驟:
A、將添加劑加入電解液中，干燥處理；
B、將已干燥過的電解液加入到電解裝置中，液位最高在電解槽的五分之四處。電解裝置為裝備回流冷凝管、電磁攪拌器和恒溫加熱裝置的1000 ml無隔膜密閉電解槽。鈦金屬板經打磨、除油、干燥、活化后作為電解中的陽極。銅板經過鹽酸浸泡、水洗、干燥后做電解中的陰極，用電線連接陰極和陽極平行放置在電解槽并浸入電解液中。密閉連接電解裝置，打開進氣閥和排氣閥開始充入干燥的氮氣吹15分鐘后，關閉氮氣，調節反應溫度在5(T90°C之間，打開冷凝水，接通電源，調節反應電壓在15飛0 V之間，攪拌器轉速在50(Tl000r/min之間。反應l?15h后，體系溶液變為淺黃色，表明有鈦酸四乙酯生成。停止反應后，取出反應物，用4(T60°C低溫減壓蒸餾的辦法除去未反應的乙醇后，再使用用7(T90°C高溫減壓蒸餾的辦法得到的純的鈦酸四乙酯液體，并放入棕色瓶中，通入干燥氮氣幾分鐘，加入少許分子篩，貼緊封口膜，低溫避光保存。
[0019]所述的干燥處理是加入干燥劑劑型干燥處理。
[0020]所述的干燥劑為分子篩、蒙脫石、氧化鋁、凹凸棒石粘土制品或活性炭。
[0021]實施例1
稱取2.0mg 2—巰基苯并咪唑、1.0mg硫脲、1.5mg明膠碾碎過50目篩混合得到物料；將混合后的物料加入1L生產的鈦酸四乙酯的電解液中，攪拌混合使其溶解后再緩慢加入
0.5mg甲酹和1.8mg聚乙二醇兩種物質并攪拌均勻；然后再緩慢加入2.5mg聚丙烯酰胺和
0.9mg三乙醇胺，繼續攪拌至完全溶解。由于鈦酸四乙酯極易水解，須對電解液加入分子篩進行干燥處理。
[0022]將已干燥過的電解液加入到電解裝置中，最高液位不超過電解槽的五分之四處。電解裝置為裝備回流冷凝管、電磁攪拌器和恒溫加熱裝置的1000 ml無隔膜密閉電解槽。鈦金屬板經打磨、除油、干燥、活化后作為電解中的陽極。銅板經過鹽酸浸泡、水洗、干燥后做電解中的陰極，用電線連接陰極和陽極平行放置在電解槽并浸入電解液中。密閉連接電解裝置，打開進氣閥和排氣閥開始充入干燥的氮氣吹15分鐘后，關閉氮氣，調節反應溫度在50°C，打開冷凝水，接通電源，調節反應電壓在20 V，攪拌器轉速在500r/min。反應6h后，體系溶液變為淺黃色，表明有鈦酸四乙酯生成。停止反應后，取出反應物，用50°C低溫減壓蒸餾的辦法除去未反應的乙醇后，再使用用80°C高溫減壓蒸餾的辦法得到的純的鈦酸四乙酯液體，并放入棕色瓶中，通入干燥氮氣幾分鐘，加入少許分子篩，貼緊封口膜，低溫避光保存。經檢測鈦酸四乙酯的生成率達到94.1%。
[0023]實施例2
稱取4.lmg 2—巰基苯并咪唑、1.9mg硫脲、3.0mg明膠碾碎過70目篩混合得到物料；將混合后的物料加入1L生產的鈦酸四乙酯的電解液中，攪拌混合使其溶解后再緩慢加入
0.9mg甲酹和3.6mg聚乙二醇兩種物質并攪拌均勻；然后再緩慢加入5.2mg聚丙烯酰胺和2.0mg三乙醇胺，繼續攪拌至完全溶解。在添加劑加入電解液后，須對電解液加入蒙脫石進行干燥處理。
[0024]將已干燥過的電解液加入到電解裝置中，最高液位不超過電解槽的五分之四處。電解裝置為裝備回流冷凝管、電磁攪拌器和恒溫加熱裝置的1000 ml無隔膜密閉電解槽。鈦金屬板經打磨、除油、干燥、活化后作為電解中的陽極。銅板經過鹽酸浸泡、水洗、干燥后做電解中的陰極，用電線連接陰極和陽極平行放置在電解槽并浸入電解液中。密閉連接電解裝置，打開進氣閥和排氣閥開始充入干燥的氮氣吹15分鐘后，關閉氮氣，調節反應溫度在70°C，打開冷凝水，接通電源，調節反應電壓在30 V，攪拌器轉速在600r/min。反應6h后，體系溶液變為淺黃色，表明有鈦酸四乙酯生成。停止反應后，取出反應物，用50°C低溫減壓蒸餾的辦法除去未反應的乙醇后，再使用用80°C高溫減壓蒸餾的辦法得到的純的鈦酸四乙酯液體，并放入棕色瓶中，通入干燥氮氣幾分鐘，加入少許蒙脫石，貼緊封口膜，低溫避光保存。經檢測鈦酸四乙酯的生成率可以達到96%以上。
[0025]實施例3
稱取5.9mg 2—巰基苯并咪唑、2.9mg硫脲、4.5mg明膠碾碎過80目篩混合得到物料；將混合后的物質加入1L生產的鈦酸四乙酯的電解液中，攪拌混合使其溶解后再緩慢加入
1.5mg甲酹和5.5mg聚乙二醇兩種物質并攪拌均勻；然后再緩慢加入7.6mg聚丙烯酰胺和
2.9mg三乙醇胺，繼續攪拌至完全溶解。在添加劑加入電解液后，須對電解液加入活性炭進行干燥處理。
[0026]將已干燥過的電解液加入到電解裝置中，最高液位不超過電解槽的五分之四處。電解裝置為裝備回流冷凝管、電磁攪拌器和恒溫加熱裝置的1000 ml無隔膜密閉電解槽。鈦金屬板經打磨、除油、干燥、活化后作為電解中的陽極。銅板經過鹽酸浸泡、水洗、干燥后做電解中的陰極，用電線連接陰極和陽極平行放置在電解槽并浸入電解液中。密閉連接電解裝置，打開進氣閥和排氣閥開始充入干燥的氮氣吹15分鐘后，關閉氮氣，調節反應溫度在90°C，打開冷凝水，接通電源，調節反應電壓在40 V，攪拌器轉速在800r/min。反應6h后，體系溶液變為淺黃色，表明有鈦酸四乙酯生成。停止反應后，取出反應物，用50°C低溫減壓蒸餾的辦法除去未反應的乙醇后，再使用用80°C高溫減壓蒸餾的辦法得到的純的鈦酸四乙酯液體，并放入棕色瓶中，通入干燥氮氣幾分鐘，加入少許活性炭，貼緊封口膜，低溫避光保存。經檢測鈦酸四乙酯的生成率達到91.1%。
【權利要求】
1.一種添加劑，其特征在于所述的添加劑由聚乙二醇、2-巰基苯并咪唑、硫脲、明膠、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚組成。
2.根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于所述的添加劑由重量百分數聚乙二醇0.2^2份、2-巰基苯并咪唑0.3^2份、硫脲0.Γ1份、明膠0.Γ2份、聚丙烯酰胺0.Γ3份、三乙醇胺ο.Γι份和甲酚ο.Γι份組成。
3.—種權利要求1或2所述添加劑的制備方法，其特征在于包括前處理、配制步驟，具體包括: A、前處理:按配比比例分別稱取明膠、硫脲和2-巰基苯并咪唑粉碎過5(Γ100目篩混合得到物料a ； B、配制:將物料a加入到固液體積比1000(Γ100000倍的電解液，攪拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并攪拌均勻得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，攪拌至完全溶解得到目標物。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的電解液為生產鈦酸四乙酯的電解液，由無水乙醇和四乙基溴化銨組成，四乙基溴化銨在電解液中的濃度范圍為I?10 mg/L0
5.一種權利要求1或2所述的添加劑的應用，其特征在于所述的添加劑在鈦酸四乙酯生產中的應用。
6.根據權利要求5所述的添加劑的應用，其特征在于所述的鈦酸四乙酯生產包括以下步驟: A、將添加劑加入電解液中，由于產品鈦酸四乙酯極易水解，電解液須進行干燥處理； B、將已干燥過的電解液加入到電解裝置中，電解裝置為裝備回流冷凝管、電磁攪拌器和恒溫加熱裝置的1000 ml無隔膜密閉電解槽，鈦金屬板經打磨、除油、干燥、活化后作為電解中的陽極，銅板經過鹽酸浸泡、水洗、干燥后做電解中的陰極，用電線連接陰極和陽極平行放置在電解槽并浸入電解液中，密閉連接電解裝置，打開進氣閥和排氣閥開始充入干燥的氮氣吹15分鐘后，關閉氮氣，調節反應溫度在5(T90°C，打開冷凝水，接通電源，調節反應電壓在15?50 V，攪拌器轉速在50(Tl000r/min下反應I?15h，取出反應物，用4(T60°C減壓蒸餾除去未反應的乙醇，再使用7(T90°C減壓蒸餾得到的純的鈦酸四乙酯液體，放入棕色瓶中，通入干燥氮氣幾分鐘，加入分子篩，貼緊封口膜，低溫避光保存。
7.根據權利要求6所述的添加劑的應用，其特征在于所述的干燥處理是加入干燥劑劑型干燥處理。
8.根據權利要求7所述的添加劑的應用，其特征在于所述的干燥劑為分子篩、蒙脫石、氧化鋁、凹凸棒石粘土制品或活性炭。
【文檔編號】C25B3/12GK104451763SQ201410819252
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】翟忠標, 李小英, 李永佳, 包崇軍, 彭建蓉, 閆森, 楊大錦, 李懷仁, 張永平, 和曉才, 張徽, 劉俊場, 徐慶鑫 申請人:昆明冶金研究院