關于甲基硫醇錫合成工藝分析思考

徐萬立

【摘 要】 甲基硫醇錫在現代社會發展中因其化學性能穩定得到了廣泛的應用。本文從甲基硫醇錫的應用與發展角度入手，對其合成工藝中的氯化物蒸餾與吸收、后處理工藝等技術進行分析，并對合成工藝過程中的影響因素進行闡述，以供同行參考。

【關鍵詞】 甲基硫醇錫 工藝 合成 影響 處理

1 引言

甲基硫醇錫主要由二甲基二巰基乙酸異辛酯與一甲基三巰基乙酸異辛酯組成，把初期穩定性與長期穩定性的優勢相互結合，形成一種良好的PVC用熱穩定劑。甲基硫醇錫沒有毒性，而且熱穩定性與透明度非常高，加工性能好，得到了廣泛的應用。在其合成工藝過程中，需要對多個因素進行綜合考慮，才能達到最佳的轉化率，產生較低的副產物，實現能源的有效利用。

2 甲基硫醇錫應用與發展

甲基硫醇錫的熱穩定性非常高，比PVC具有高度的相容性，同時對其的壓延性與吹塑都非常有效的特點以及低毒特點，在食品包裝領域應用十分廣泛。目前我國對于硬質透明聚氯乙烯材料的需求量非常大，其中甲基硫醇錫就占到一半以上。我國對于甲基硫醇錫熱穩定性的研究時間較短，工藝技術也與發達國家有很大的差距，對于目前應用的美國莫頓公司的熱穩定劑價格太高，并未被市場所接受。常用的兩步法合成工藝存在著操作麻煩的問題，而且會對最終產品的質量造成影響，而一步法則取消了中間體的提純，只是能耗高一些，對環境有一定的污染性，成本高。我國的城市發展中，對于PVC材料的需求量非常大，對甲基硫醇熱穩定劑的研究不斷成熟，不斷研制出新產品，應用于聚氣乙烯加工企業。目前對于它的研究主要集中在品種的提高與改進方面、產品的性能提高、成本降低方面等。過高的生產成本也有可能導致高性能材料無法得到廣泛的應用。我國在塑料門窗生產中多采用鉛熱穩定劑，雖然不直接與人體接觸，但產生了一定的環境污染，一些塑料門窗時間久了就會發黃，影響產品質量，出口后對我國企業形象不利。[1]

隨著目前我國環境保護政策與意識的不斷加強，一些無毒產品將會取代鉛鹽類熱穩定劑。傳統的鉛鹽類熱穩定劑在發展過程中也列加注重解決粉塵污染與計量困難的問題，而且市場占有率呈現出不斷下降的趨勢。2006年開始，歐盟規定禁止含有鉛與鎘的電子電氣設備進入其市場。我國也早在2004年就已經規定禁止使用PVC-U管采用鉛鹽類穩定劑。

3 甲基硫醇錫合成工藝介紹

目前我國經常使用的甲基硫醇錫的合成工藝類型主要包括二分法、配位法、真空法與BX-2S高效催化法等。二分法首先形成中間體，甲氯化錫與溶劑巰基乙酸異辛酯進行反應。采用這種工藝方法的效果并不好，不易保存，而且操作起來非常麻煩，嚴重影響生產效率。配位法的中間體為甲基錫氯化物的水溶液，在這一工藝流程中包括制備甲基錫氯化物、制備配位型硫醇甲基錫的步驟，相對于傳統的硫醇甲基錫混合物的分子量高，在加工過程中熱穩定性非常高。真空法主要是在真空的條件下對甲基硫醇進行直接合成的方法，操作起來非常簡單，成本低廉，共分為三個工藝階段，每一個工藝階段都需要有壓力、溫度與時間的特定控制參數，合成的產品質量穩定，轉化率在99%以上，并降低了污染物的排放量。BX-2S高效催化法是通過一甲與二甲的配位鍵連接的方式，合成出單一的配位型硫醇甲基錫化合物。[2]

3.1 單雙甲基錫氯化物的蒸餾與吸收

在金屬錫與氯甲烷在催化作用下進行鹵化反應時，加入分配劑合成二甲基二氯化物與一甲基三氯化錫，同時還混有一定量的三甲基氯化物，在合成之后的混合物需要通過蒸餾的辦法對三甲基氯化錫以及未來得及反應的物質進行消除。在蒸餾完成后，冷卻形成晶，采用水吸收的方式制成一定濃度的二甲基二氯化錫與一甲基三氯化錫混合物。

3.2 粗品甲基硫醇錫后處理工藝

在合成過程中的縮合反應過程中，會產生氯化氫，需要采用捕酸中和反應，在縮合中加入部分有機溶劑對于分層非常有利，在分層與水洗后，脫去低沸點的有機溶劑油，脫脫氣過濾后得到成品。[3]通過合成的甲基硫醇錫產品質量要經過相關的檢測才能轉為成品。

4 甲基硫醇錫合成工藝影響因素

首先是氯甲烷的用量對合成中的轉化率造成了一定的影響。氯甲烷是甲基錫縮合體系中的重要組合部分，起到錫化作用與配比作用。經過實驗數據統計分析，氯甲烷的用量與反應的轉化率間呈現出正比關系，最高有可能會達到90%；其次是縮合反應的溫度也會對轉化率造成一定的影響。[4]不同的反應溫度對應著不同的錫化性，凝聚率懷機械穩定性會隨著溫度的增加而不斷降低，中間體顏色會不斷變藍，同時泡沫現象越來越多；攪拌速率也會對轉化率形成一定的影響，攪拌速度越憶人，反應的轉化率越高，但高于一定程度時，轉化率反而又會下降。要把攪拌率控制在一定的范圍之內；第四是催化劑的用量也會對反應的轉化率形成影響。催化劑的用量與轉化率之間的關系并非線性，而在階段內呈現出遞增或遞減的關系，最高時，轉化率可以達到95%；最后影響因素為反應時間。反應時間對甲基硫醇錫的轉化率影響與溫度影響作用趨勢幾乎相同。通過對所有的影響因素進行綜合確定出最佳的轉化率操作方案，達到原料的充分反應，提高能源利用率。[5]

5 結語

甲基硫醇錫合成工藝類型非常多，生產企業要通過對實際設備與政策的問題考慮后選擇最恰當的生產技術。同時甲基硫醇錫合成工藝受到多個因素的影響，只有掌握這些因素的影響規律，才能在工藝流程中應用準確的參數。甲基硫醇錫熱穩定劑在我國的應用將會更加廣泛，其環保性、經濟性等都直接決定著消費市場需求。在未來，甲基硫醇錫合成工藝技術將會不斷進步，促進我國建材市場的不斷完善發展。

參考文獻：

[1]劉松偉，吳廣文，孫煒.甲基硫醇錫合成工藝研究[J].化學與生物工程，2010，04：33-35.

[2]魯伊恒，武成利，曹發明.塑料熱穩定劑甲基硫醇錫熱分解紅外及質譜分析[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2007，04：468-471.

[3]江從宇.真空法合成甲基硫醇錫研究[J].塑料助劑，2008，05：31-34.

[4]劉松偉.一步法合成甲基錫巰基乙酸異辛酯的工藝研究[D].武漢工程大學，2010.

[5]汪濤鋒，葉焙，江世履，屠木森.三甲基氯化錫（TMT）的毒性及對甲基硫醇錫開發工作的幾點建議[J].塑料助劑，2003，03：25-29.endprint