本发明涉及橡胶助剂合成，尤其涉及一种橡胶硫化剂dtdm的合成方法。
背景技术：
1、橡胶目前广泛应用于我们日常的生活、医用行业、轨道交通业等各行各业，在人们的生活中具有不可替代的作用。为了改善橡胶的综合性能和性能稳定性，在橡胶加工过程中通常需要加入硫化剂。4,4’-二硫代二吗啉(dtdm)是一种常见的橡胶硫化剂，具有操作安全、不喷霜、不变色、不污染等优点，被广泛应用于子午线轮胎、工程轮胎、斜胶胎、丁基内胎和橡胶密封等高品质橡胶制品的制造。
2、现有的橡胶硫化剂dtdm的合成方法中原料吗啉、缚酸剂、一氯化硫分别滴加，即三滴法，该方法操作过程繁琐，工作强度大，主要原料吗啉的有效转化率不到92％，未反应原料进入三废系统，造成单位产品生产成本和三废处理成本偏高。除此之外，目前常用的缚酸剂为吗啉本身或氢氧化钠，吗啉做缚酸剂时存在着吗啉大量浪费的问题，同时吗啉回收工艺复杂，产生的废水难以处理；氢氧化钠做缚酸剂时，氢氧化钠与盐酸反应有水产生，而水的存在将会导致一氯化硫分解发生副反应，从而使得最终得到的产品收率低、质量差，且很难符合指标要求。
3、为了解决上述问题，授权公告号为cn114853695b的中国发明专利公开了一种橡胶硫化剂4,4’-二硫代二吗啉(dtdm)的制备方法，将吗啉、有机溶剂、缚酸剂同时加入反应容器中，控制有机溶剂层与碱水溶液层的厚度比及搅拌速度；在室温-55℃下，加入一氯化硫进行反应，加完后保温反应0.5-2h，得到4,4’-二硫代二吗啉混合物，然后依次通过分离、水洗、干燥得到4,4’-二硫代二吗啉；吗啉转化率达到98％以上，dtdm收率(以吗啉计)达到98％以上，产品熔点达到122℃以上，hplc纯度99％以上，产品无需重结晶，反应使用的有机溶剂分水后可直接循环套用，工艺产生水的氨氮为5mg/l以下，经浓缩后得到纯度较高的盐。该方法虽然在一定程度上能减少副产物的生成，但其仍然存在水和碱，产品收率和反应转化率仍然有待进一步提高。
4、可见，开发一种产品收率、纯度和反应转化率高，危废产生量少，工作强度低的橡胶硫化剂dtdm的合成方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进橡胶硫化剂生产技术的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种产品收率、纯度和反应转化率高，危废产生量少，工作强度低的橡胶硫化剂dtdm的合成方法。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种橡胶硫化剂dtdm的合成方法，包括如下步骤：在反应釜中同时加入溶剂、缚酸剂、吗啉原料，在20-60℃温度下，边搅拌边滴加一氯化硫，于2-6h内滴加完毕，滴加完毕后继续保温反应，反应过程中多能场辅助处理20-30min，通过检测吗啉含量及控制缚酸剂补充量控制反应终点，确保投入的吗啉充分反应生成4,4-二硫代二吗啉；到达反应终点后，停止搅拌，调温至室温，旋蒸回收溶剂，再加入水进行洗涤3-6次，抽滤后烘干，得到橡胶硫化剂dtdm。
3、优选的，所述溶剂为二氯甲烷、甲苯、苯、石油醚、二甲苯中的任意一种。
4、优选的，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、叔丁醇钠、离子液体按质量比1:(0.3-0.5):0.3:(0.1-0.3)混合形成的混合物。
5、优选的，所述离子液体为1-丙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1,3-二甲基咪唑硝酸盐中的至少一种。
6、优选的，所述吗啉、一氯化硫的摩尔比为2:1。
7、优选的，所述溶剂、缚酸剂、吗啉的质量比为(8-15):(1.5-2):1。
8、优选的，所述多能场包括超声波、微波和磁场；所述超声波频率为50-100khz，功率范围为300-500w；所述微波处理的频率为2.5-3.0ghz，功率范围为800-1400w；所述磁场处理的磁场强度为9000-16000gs。
9、由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
10、(1)本发明公开的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，通过反应物和合成工艺参数的合理选取，使得该反应产品收率、纯度和反应转化率高，危废产生量少，工作强度低。
11、(2)本发明公开的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，缚酸剂为三乙胺、吡啶、叔丁醇钠、离子液体按质量比1:(0.3-0.5):0.3:(0.1-0.3)混合形成的混合物，避免了生成水引起的一氯化硫的分解，产品收率低且纯度差的问题；有效提高了产品收率、纯度和反应转化率。同时还能减少反应原料的浪费及反应过程的安全、绿色和环保性。
12、(3)本发明公开的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，反应过程中采用多能场辅助处理，所述多能场包括超声波、微波和磁场；能有效提高反应速率和反应转化率，改善产品纯度和收率。
1.一种橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应釜中同时加入溶剂、缚酸剂、吗啉原料，在20-60℃温度下，边搅拌边滴加一氯化硫，于2-6h内滴加完毕，滴加完毕后继续保温反应，反应过程中多能场辅助处理20-30min，通过检测吗啉含量及控制缚酸剂补充量控制反应终点，确保投入的吗啉充分反应生成4,4-二硫代二吗啉；到达反应终点后，停止搅拌，调温至室温，旋蒸回收溶剂，再加入水进行洗涤3-6次，抽滤后烘干，得到橡胶硫化剂dtdm。
2.根据权利要求1所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述溶剂为二氯甲烷、甲苯、苯、石油醚、二甲苯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、叔丁醇钠、离子液体按质量比1:(0.3-0.5):0.3:(0.1-0.3)混合形成的混合物。
4.根据权利要求3所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述离子液体为1-丙基-3-甲基咪唑硝酸盐、1,3-二甲基咪唑硝酸盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述吗啉、一氯化硫的摩尔比为2:1。
6.根据权利要求1所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述溶剂、缚酸剂、吗啉的质量比为(8-15):(1.5-2):1。
7.根据权利要求1所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述多能场包括超声波、微波和磁场。
8.根据权利要求7所述的橡胶硫化剂dtdm的合成方法，其特征在于，所述超声波频率为50-100khz，功率范围为300-500w；所述微波处理的频率为2.5-3.0ghz，功率范围为800-1400w；所述磁场处理的磁场强度为9000-16000gs。
