[發明專利]一種鈰基多配體橡膠硫化促進劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410075282.1
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103819722A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉力;杜一詩;擺音娜;劉杰民;胡水;溫世鵬
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08K5/00
• 分類號: C08K5/00;C07F5/00;C08L9/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及的是一種鈰基多配體硫化促進劑的合成方法及其硫化促進效果的研究。這種促進劑無需氧化鋅、硬脂酸做為活化劑，具有節省加料工序，清潔無污染，硫化平坦性好，在橡膠中易于均勻分散等優點，應用這種促進劑制備的橡膠復合材料具有良好的性能均一性。

背景技術

橡膠的硫化體系是一個由促進劑、活化劑、硫化劑構成的完整硫化體系。其中促進劑是一種能縮短硫化時間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量，提高和改善硫化膠的物理機械性能和化學穩定性的化學物質。正因為促進劑能夠提高橡膠的硫化效率，提高生產效率，減低能耗，提高制品的質量，開發新型橡膠硫化促進劑一直是橡膠工業中的一個研究熱點。

由硫黃、活化劑、促進劑三種組分所組成的完整硫化體系在硫化反應過程中，都積極參與了反應。傳統的氧化鋅、脂肪酸和促進劑2-巰基苯并噻唑并用體系中，這三者在橡膠中形成了具有更大活性的中間產物苯并噻唑-2-硫醇的鋅鹽，但由于雙輥的剪切作用有限，加之氧化鋅屬無機粒子，使得該硫化促進劑在橡膠中的溶解性并不好，導致助劑體系在膠料中分散不均勻，造成橡膠復合材料各點性能不均一，影響橡膠材料的壽命。

發明內容

本發明的目的在于對氧化鋅、脂肪酸、促進劑并用的硫黃硫化體系做出可替代性的改進。該種促進劑有效地改善了傳統硫化促進體系在橡膠中的溶解性不好的缺點，簡化加料工序，清潔無污染。該多配體稀土硫化促進劑在高溫硫化條件下有良好的硫化促進效果，抗焦燒能力強，平坦期長，同時促進劑在膠料中很好地溶解，保證了橡膠材料或制品質量的均一性。

本發明的促進劑是一種由稀土鈰元素和4種配體在溶劑中發生配位反應產生的配合物，其結構通式如下：

[Ce_xA_yB_zC_mD_n]

式中：

Ce為稀土鈰元素。

有機配體A是乙基黃原酸，具有如下的結構：

有機配體B是2-巰基苯并噻唑，具有如下的結構：

有機配體C是鄰菲羅啉，具有如下的結構：

有機配體D是丙烯酸，具有如下的結構：

x=1；

y=0.01～2；

z=0～2；

m=0～3；

n=0～1。

所述的一種多配體稀土橡膠硫化促進劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氯化鈰溶于60～80℃的無水乙醇中,將含有A配體的乙基黃原酸鉀溶于60～80℃的無水乙醇中，將含有B配體的2-巰基苯并噻唑溶于含有NaOH的60～80℃的無水乙醇中，再將含有C配體的鄰菲羅啉和含有D配體的丙烯酸分別溶于60～80℃的無水乙醇中，制備出五種無水乙醇溶液。

(2)將含有四種配體的無水乙醇溶液充分混合均勻。在60～80℃的油浴攪拌下將混合配體的無水乙醇溶液滴加到氯化鈰的無水乙醇溶液中，攪拌4～8h后過濾,沉淀經過無水乙醇洗滌后,在干燥器中干燥至恒質量，即為多配體的稀土橡膠硫化促進劑。

所述氯化鈰為稀土鈰元素的氯化物。

為了避免氧的給予體水優先與氯化鈰反應，本發明采用無水乙醇為反應溶劑。

為了防止因溫度過高鈰配合物中的有機成分分解及鈰配合物在空氣中吸潮，本發明采用在20～30℃下的密封環境中干燥，干燥劑選用無水氯化鈣。

本發明涉及的多配體稀土橡膠硫化促進劑具有很好的硫化促進效果，在與硫化劑及填料的進一步配合下可取得更佳的促進效果。

本發明可有效地替代傳統的氧化鋅、脂肪酸、促進劑并用的體系，節省了助劑的用量，簡化了橡膠復合材料制備過程中的工藝，大大提高了硫化體系在橡膠中的溶解性。

本發明彌補了現有技術的缺陷，克服了一些品種的有機促進劑單獨使用時存在硫化返原和易焦燒等缺點。該種多配體稀土配合物具有良好的硫化平坦性，提高了膠料性能的均一性，是一種高效多能的新型環保橡膠助劑。

本發明與國內外現有技術相比，具有如下優勢：

1.本發明的多配體稀土橡膠硫化促進劑制備方法簡便易行，無需惰性氣體保護即可制備，條件溫和，合成過程中不產生有害氣體。

2.本發明的鈰基多配體硫化促進劑是一種清潔環保的新型橡膠助劑，在橡膠硫化過程中不產生有毒氣體，加料時揚塵小，簡化加料工序，符合環保助劑的國家標準。