关于甲基硫醇锡合成工艺分析思考

徐万立

【摘 要】 甲基硫醇锡在现代社会发展中因其化学性能稳定得到了广泛的应用。本文从甲基硫醇锡的应用与发展角度入手，对其合成工艺中的氯化物蒸馏与吸收、后处理工艺等技术进行分析，并对合成工艺过程中的影响因素进行阐述，以供同行参考。

【关键词】 甲基硫醇锡 工艺 合成 影响 处理

1 引言

甲基硫醇锡主要由二甲基二巯基乙酸异辛酯与一甲基三巯基乙酸异辛酯组成，把初期稳定性与长期稳定性的优势相互结合，形成一种良好的PVC用热稳定剂。甲基硫醇锡没有毒性，而且热稳定性与透明度非常高，加工性能好，得到了广泛的应用。在其合成工艺过程中，需要对多个因素进行综合考虑，才能达到最佳的转化率，产生较低的副产物，实现能源的有效利用。

2 甲基硫醇锡应用与发展

甲基硫醇锡的热稳定性非常高，比PVC具有高度的相容性，同时对其的压延性与吹塑都非常有效的特点以及低毒特点，在食品包装领域应用十分广泛。目前我国对于硬质透明聚氯乙烯材料的需求量非常大，其中甲基硫醇锡就占到一半以上。我国对于甲基硫醇锡热稳定性的研究时间较短，工艺技术也与发达国家有很大的差距，对于目前应用的美国莫顿公司的热稳定剂价格太高，并未被市场所接受。常用的两步法合成工艺存在着操作麻烦的问题，而且会对最终产品的质量造成影响，而一步法则取消了中间体的提纯，只是能耗高一些，对环境有一定的污染性，成本高。我国的城市发展中，对于PVC材料的需求量非常大，对甲基硫醇热稳定剂的研究不断成熟，不断研制出新产品，应用于聚气乙烯加工企业。目前对于它的研究主要集中在品种的提高与改进方面、产品的性能提高、成本降低方面等。过高的生产成本也有可能导致高性能材料无法得到广泛的应用。我国在塑料门窗生产中多采用铅热稳定剂，虽然不直接与人体接触，但产生了一定的环境污染，一些塑料门窗时间久了就会发黄，影响产品质量，出口后对我国企业形象不利。[1]

随着目前我国环境保护政策与意识的不断加强，一些无毒产品将会取代铅盐类热稳定剂。传统的铅盐类热稳定剂在发展过程中也列加注重解决粉尘污染与计量困难的问题，而且市场占有率呈现出不断下降的趋势。2006年开始，欧盟规定禁止含有铅与镉的电子电气设备进入其市场。我国也早在2004年就已经规定禁止使用PVC-U管采用铅盐类稳定剂。

3 甲基硫醇锡合成工艺介绍

目前我国经常使用的甲基硫醇锡的合成工艺类型主要包括二分法、配位法、真空法与BX-2S高效催化法等。二分法首先形成中间体，甲氯化锡与溶剂巯基乙酸异辛酯进行反应。采用这种工艺方法的效果并不好，不易保存，而且操作起来非常麻烦，严重影响生产效率。配位法的中间体为甲基锡氯化物的水溶液，在这一工艺流程中包括制备甲基锡氯化物、制备配位型硫醇甲基锡的步骤，相对于传统的硫醇甲基锡混合物的分子量高，在加工过程中热稳定性非常高。真空法主要是在真空的条件下对甲基硫醇进行直接合成的方法，操作起来非常简单，成本低廉，共分为三个工艺阶段，每一个工艺阶段都需要有压力、温度与时间的特定控制参数，合成的产品质量稳定，转化率在99%以上，并降低了污染物的排放量。BX-2S高效催化法是通过一甲与二甲的配位键连接的方式，合成出单一的配位型硫醇甲基锡化合物。[2]

3.1 单双甲基锡氯化物的蒸馏与吸收

在金属锡与氯甲烷在催化作用下进行卤化反应时，加入分配剂合成二甲基二氯化物与一甲基三氯化锡，同时还混有一定量的三甲基氯化物，在合成之后的混合物需要通过蒸馏的办法对三甲基氯化锡以及未来得及反应的物质进行消除。在蒸馏完成后，冷却形成晶，采用水吸收的方式制成一定浓度的二甲基二氯化锡与一甲基三氯化锡混合物。

3.2 粗品甲基硫醇锡后处理工艺

在合成过程中的缩合反应过程中，会产生氯化氢，需要采用捕酸中和反应，在缩合中加入部分有机溶剂对于分层非常有利，在分层与水洗后，脱去低沸点的有机溶剂油，脱脱气过滤后得到成品。[3]通过合成的甲基硫醇锡产品质量要经过相关的检测才能转为成品。

4 甲基硫醇锡合成工艺影响因素

首先是氯甲烷的用量对合成中的转化率造成了一定的影响。氯甲烷是甲基锡缩合体系中的重要组合部分，起到锡化作用与配比作用。经过实验数据统计分析，氯甲烷的用量与反应的转化率间呈现出正比关系，最高有可能会达到90%；其次是缩合反应的温度也会对转化率造成一定的影响。[4]不同的反应温度对应着不同的锡化性，凝聚率怀机械稳定性会随着温度的增加而不断降低，中间体颜色会不断变蓝，同时泡沫现象越来越多；搅拌速率也会对转化率形成一定的影响，搅拌速度越忆人，反应的转化率越高，但高于一定程度时，转化率反而又会下降。要把搅拌率控制在一定的范围之内；第四是催化剂的用量也会对反应的转化率形成影响。催化剂的用量与转化率之间的关系并非线性，而在阶段内呈现出递增或递减的关系，最高时，转化率可以达到95%；最后影响因素为反应时间。反应时间对甲基硫醇锡的转化率影响与温度影响作用趋势几乎相同。通过对所有的影响因素进行综合确定出最佳的转化率操作方案，达到原料的充分反应，提高能源利用率。[5]

5 结语

甲基硫醇锡合成工艺类型非常多，生产企业要通过对实际设备与政策的问题考虑后选择最恰当的生产技术。同时甲基硫醇锡合成工艺受到多个因素的影响，只有掌握这些因素的影响规律，才能在工艺流程中应用准确的参数。甲基硫醇锡热稳定剂在我国的应用将会更加广泛，其环保性、经济性等都直接决定着消费市场需求。在未来，甲基硫醇锡合成工艺技术将会不断进步，促进我国建材市场的不断完善发展。

参考文献：

[1]刘松伟，吴广文，孙炜.甲基硫醇锡合成工艺研究[J].化学与生物工程，2010，04：33-35.

[2]鲁伊恒，武成利，曹发明.塑料热稳定剂甲基硫醇锡热分解红外及质谱分析[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2007，04：468-471.

[3]江从宇.真空法合成甲基硫醇锡研究[J].塑料助剂，2008，05：31-34.

[4]刘松伟.一步法合成甲基锡巯基乙酸异辛酯的工艺研究[D].武汉工程大学，2010.

[5]汪涛锋，叶焙，江世履，屠木森.三甲基氯化锡（TMT）的毒性及对甲基硫醇锡开发工作的几点建议[J].塑料助剂，2003，03：25-29.endprint