[發(fā)明專利]一種鉺基多配體硫化促進(jìn)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410075285.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN103819724A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉力;杜一詩;擺音娜;劉杰民;胡水;溫世鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K5/00
• 分類號(hào): C08K5/00;C07F5/00;C08L9/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種鉺基多配體硫化促進(jìn)劑的合成方法及其硫化促進(jìn)效果的研究。這種促進(jìn)劑無需氧化鋅、硬脂酸做為活化劑，具有節(jié)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(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用這種促進(jìn)劑制備的橡膠復(fù)合材料具有良好的性能均一性。

背景技術(shù)

橡膠的硫化體系是一個(gè)由促進(jìn)劑、活化劑、硫化劑構(gòu)成的完整硫化體系。其中促進(jìn)劑是一種能縮短硫化時(shí)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(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性的化學(xué)物質(zhì)。正因?yàn)榇龠M(jìn)劑能夠提高橡膠的硫化效率，提高生產(chǎn)效率，減低能耗，提高制品的質(zhì)量，開發(fā)新型橡膠硫化促進(jìn)劑一直是橡膠工業(yè)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

由硫黃、活化劑、促進(jìn)劑三種組分所組成的完整硫化體系在硫化反應(yīng)過程中，都積極參與了反應(yīng)。傳統(tǒng)的氧化鋅、脂肪酸和促進(jìn)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(chǎn)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(jī)粒子，使得該硫化促進(jìn)劑在橡膠中的溶解性并不好，導(dǎo)致助劑體系在膠料中分散不均勻，造成橡膠復(fù)合材料各點(diǎn)性能不均一，影響橡膠材料的壽命。

發(fā)明內(nèi)容

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

本發(fā)明的促進(jìn)劑是一種由稀土鉺元素和4種配體在溶劑中發(fā)生配位反應(yīng)產(chǎn)生的配合物，其結(jié)構(gòu)通式如下：

[Er_xA_yB_zC_mD_n]

式中：

Er為稀土鉺元素。

有機(jī)配體A是硫脲，具有如下的結(jié)構(gòu)：

有機(jī)配體B是2-巰基苯并噻唑，具有如下的結(jié)構(gòu)：

有機(jī)配體C是三乙醇胺，具有如下的結(jié)構(gòu)：

有機(jī)配體D是檸檬酸，具有如下的結(jié)構(gòu)：

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(jìn)劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氯化鉺溶于60～80℃的無水乙醇中,將含有A配體的硫脲溶于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配體的三乙醇胺和含有D配體的檸檬酸分別溶于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鉺的無水乙醇溶液中，攪拌4～8h后過濾,沉淀經(jīng)過無水乙醇洗滌后,在干燥器中干燥至恒質(zhì)量，即為多配體的稀土橡膠硫化促進(jìn)劑。

所述氯化鉺為稀土鉺元素的氯化物。

為了避免氧的給予體水優(yōu)先與氯化鉺反應(yīng)，本發(fā)明采用無水乙醇為反應(yīng)溶劑。

為了防止因溫度過高鉺配合物中的有機(jī)成分分解及鉺配合物在空氣中吸潮，本發(fā)明采用在20～30℃下的密封環(huán)境中干燥，干燥劑選用無水氯化鈣。

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

本發(fā)明可有效地替代傳統(tǒng)的氧化鋅、脂肪酸、促進(jìn)劑并用的體系，節(jié)省了助劑的用量，簡(jiǎn)化了橡膠復(fù)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(fā)明彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，克服了一些品種的有機(jī)促進(jìn)劑單獨(dú)使用時(shí)存在硫化返原和易焦燒等缺點(diǎn)。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(huán)保橡膠助劑。

本發(fā)明與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢(shì)：

1.本發(fā)明的多配體稀土橡膠硫化促進(jìn)劑制備方法簡(jiǎn)便易行，無需惰性氣體保護(hù)即可制備，條件溫和，合成過程中不產(chǎn)生有害氣體。

2.本發(fā)明的鉺基多配體硫化促進(jìn)劑是一種清潔環(huán)保的新型橡膠助劑，在橡膠硫化過程中不產(chǎn)生有毒氣體，加料時(shí)揚(yáng)塵小，簡(jiǎn)化加料工序，符合環(huán)保助劑的國家標(biāo)準(zhǔn)。