南大：同时生产橡胶促进剂TMTM和润滑油添加剂TPPT的绿色工艺

同时生产橡胶促进剂TMTM和润滑油添加剂TPPT的绿色工艺

1. 痛点问题

橡胶是重要的工业原料和战略物资，在交通运输、农林水利、军事国防、土木材料等领域发挥着关键作用。硫化（交联、熟化）是橡胶制品加工中的关键环节，在这个工序中，硫化促进剂的选用具有决定意义。

“十三五”期间，在国家战略方针的指导下，橡胶工业年复合增长率为5.8%，2020年橡胶助剂产量规划已达146万吨。据统计，我国的橡胶助剂的产量占全球三分之二，年均增长率远超世界水平，已进入稳定增长期，无论是发展速度还是规模都实现了巨大提升。但我国的促进剂生产工艺仍存在安全、环保、质量三类问题，例如工艺危险性高、生产成本高、产品性能不稳定、产生有毒废料等。因此，结合我国橡胶行业的发展现状，亟需开发一系列绿色安全的促进剂合成工艺，提高企业核心竞争力，推动行业可持续化发展。

2. 解决方案

一硫化四甲基秋兰姆（TMTM）是重要的橡胶硫化促进剂，广泛应用于各类橡胶制品。但TMTM的传统生产工艺三废多，尤其涉及剧毒物料，操作风险高。生产过程中产生的废气（氯气）、废水（氰化物）多，对设备腐蚀严重。因此亟需开发一种安全、环保、高效的新技术，实现TMTM工艺绿色化。

在本项目中，本团队采用亚磷酸三苯酯（TPPi）作为脱硫剂，通过对反应条件进行探索和优化，在以二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）为原料合成TMTM的同时，生成另一种高附加值产品硫代磷酸三苯酯（TPPT，商品名“T309”）。TPPT是一种应用十分广泛的精细化工产品：（1）在润滑油中加入少量该品，可提升润滑油的抗磨性能；（2）具有优异的热稳定性，可作为塑料的阻燃剂或者阻燃助剂；（3）可作为纤维制品的稳定剂。新工艺避免了使用剧毒氰化物，并实现一步同时合成并分离TMTM和TPPT这两种重要的化工产品。

3. 竞争优势分析

近年来，《国家鼓励的有毒有害原料（产品）替代品目录 （2016年版）》以及中国橡胶工业协会发布的《橡胶行业“十四五”发展规划指导纲要》为各类产品转型升级提供了政策支持，其中明确鼓励并推广对有毒有害橡胶助剂产品和工艺的替代。

TMTM的传统生产工艺普遍采用两步法，即以二甲胺、二硫化碳、氯气为原料，在水相中进行反应，先经缩合、氧化合成中间体二硫化四甲基秋兰姆（TMTD），再用氰化钠（NaCN）对TMTD进行脱硫处理，生成产物TMTM和硫氰酸钠（NaSCN）。该工艺使用剧毒原料，且三废多，操作复杂；安全环保问题明显，需配置专用的处理设施，产生额外费用，导致生产成本增加。此外，也给生产人员造成健康风险，难以推动安全生产的新理念。如采用本团队研发的新工艺，使用亚磷酸三苯酯作为无害脱硫剂，不仅能降低旧工艺的环境危害和安全成本，且可通过高附加值副产品TPPT提高利润，实现可持续发展。

新工艺的提出，将极大降低产品成本和环保成本，培育橡胶助剂和相关领域企业品牌，实施名牌战略，提高我国橡胶助剂企业在国际市场上的影响力和竞争力。

4. 市场应用前景

目前全球正面临新一轮科技和产业革命，而我国橡胶助剂行业将会借此加速技术变革。TMTM作为一种非常重要的促进剂，广泛应用于各类橡胶的硫化。虽然全球橡胶助剂产能目前大体能满足需求，但是：（1）各企业均在探寻利润更高的工艺；（2）橡胶产品的需求依然有很大增长空间。

以汽车轮胎行业为代表，我国每年仍有2500至3000万辆新车的巨大市场， 2020年以后汽车轮胎产量将以3.4%的年复合增长率递增，2022年全球轮胎产能将达27亿条，对橡胶助剂的需求量仍然相当大。此外，非轮胎行业对橡胶需求量的递速也将达到4.3%。

该项目的实施，可面向市场打造出符合我国橡胶助剂行业的高技术含量、自主创新的特色产品，优化企业环保产品占比，提升市场竞争力和占有率。

5. 知识产权

(1) 发明专利：

王晓，许皓星，陶玉红，赵泽润，陈倩倩，寿文晖，李行健，付顺国；一种同时生产橡胶促进剂TMTM和润滑油添加剂TPPT的方法；公开号：CN 115181044A。

(2) 相关专利：

王晓，付顺国，张旭旭，许皓星，王芳晓，杨瑞朝，袁亚楠；一种光催化氧化制备二硫化四烃基秋兰姆的方法；专利号：ZL 202011315319.5。

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