稀土橡膠硫化促進劑及其製備方法

2023-05-19 21:12:01 1

專利名稱：稀土橡膠硫化促進劑及其製備方法
技術領域：
本發明是一種稀土橡膠硫化促進劑及其製備方法。
硫化(交聯)是橡膠加工工藝中很重要的一環，應用硫化促進劑可以提高橡膠製品生產效率、降低產品成本，提高和改善製品的物理機械性能。國外，對於作為傳統促進劑的二硫代甲酸類過渡金屬配合物的合成及其結構性能研究較多，相對於二硫代甲酸類稀土配合物的合成及其結構性能研究則不多，英國的D.Brown於1968年首次在惰氣保護下，合成了N,N-二乙基二硫代氨基甲酸稀土配合物，並確定其組成與結構。由於其潛在的促進橡膠硫化的應用前景，一直引起後續工作者的廣泛興趣，對於這一類化合物的合成，結構與性能的基礎理論研究逐漸增多。但因其合成條件的苛刻(惰性氣體保護下的無水無氧合成)，其工業應用一直受到限制。稀土元素對於橡膠加工工業中所顯示出的活性作用，而引起人們廣泛興趣，將具有替代傳統橡膠助劑的潛在應用前景。
本發明的目的在於提供一種效果優於現用橡膠促進劑，合成條件不苛刻的稀土橡膠硫化促進劑及其製備方法。
為達到上述目的，本發明採用如下技術方案稀土橡膠硫化促進劑的結構通式為
式中RE為鑭、銪或釔。
上述稀土橡膠硫化促進劑的製備方法為把氯化稀土、二乙胺和有機溶劑加入反應器中，控制反應溫度在-20℃至-10℃，進行攪拌反應5～15小時，再將二硫化碳加入上述反應液，繼續攪拌反應8～20小時，然後，從反應混合物中收集該產品；稀土係指鑭、銪、釔或稀土重量含量為99％以上，其中鑭含85％以上的混合稀土，有機溶劑為丙酮或丙酮-石油醚混合溶劑。上述各反應成份的用量普通技術人員通過計算即可得出。
本發明與國內外現有技術相比，具有下列優點，
1、把稀土與有機基團結合，研製出硫化速度快，性能優良，溫度達100℃便可起硫化作用的新型稀土橡膠硫化促進劑。
2、生產技術路線採用無需惰性氣體保護的一步法，工藝先進，設備易選。收率達95％，產品熔點187～190℃，純度達95％以上，細度為99.5通過200目篩網。
3、對輪胎，橡膠雜件和膠鞋生產應用情況表明該促進劑可以代替原配方使用二、三種促進劑並用體系，其用量卻為原使用量的1/3至1/5。操作安全性符合生產要求，橡膠製品的物理機械性能達到國家一級品標準。簡化了生產環節，降低生產成本，可以提高使用廠家經濟效益。
附圖
為生產工藝流程圖。
下面結合製造及應用的實施例對本發明作進一步詳述實施例1按二乙胺100公斤，氯化鑭70公斤和丙酮300升加入攪拌反應釜，控制反應溫度-20℃至-10℃，繼續攪拌反應10～15小時後，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續攪拌反應16～20小時，過濾得黃色固體，用石油醚洗滌，得白色粉末狀產物280公斤。其結構式為
實施例2按二乙胺100公斤，氯化釔140公斤和丙酮300升加入攪拌反應釜，控制反應溫度-20℃至-10℃，繼續攪拌反應5～10小時後，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續攪拌反應8～12小時，過濾得黃色固體，用石油醚洗滌，得白色粉末狀產物340公斤。其結構式為
實施例3按二乙胺100公斤，含85％鑭的混合氯化稀土(重量含量99％)75公斤和丙酮-石油醚混合劑350升加入攪拌反應釜，控制反應溫度-20℃至-10℃，繼續攪拌反應10～15小時後，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續攪拌反應16～20小時，過濾得褐色固體，用石油醚洗滌，得淺褐色粉末狀產物280公斤。
銪因其性質和鑭相近，故不用實施例說明。
實施例4硫化膠物理機械性能測試基本配方1#煙片膠100，硫磺2.5，硬脂酸2，氧化鋅5，炭黑40，機油4，稀土硫化促進劑0.5。硫化條件硫化溫度142℃，硫化時間20分。硫化膠物理機械性能拉伸強度(MPa)28.1，扯斷永久變形(％)32，扯斷伸長率(％)568，硬度(邵爾)64。
實施例5應用於膠鞋大底生產的膠料基本配方3#煙片膠112.5，順丁膠37.5，再生膠75，硫磺37.5，硬脂酸4.5，氧化鋅7.5，古馬龍7.5，防老劑1.5，防焦劑0.3，補強填充劑172.8，軟化劑23，稀土硫化促進劑0.9。硫化條件硫化溫度142℃，硫化時間10分。膠鞋大底質量指標拉斷強度(MPa)9.60，伸長率(％)382，硬度(邵爾)62，磨耗(cm3/1.61Km)0.9121。
實施例6應用於橡膠雜件生產的膠料基本配方天然膠100，硫磺1.2，硬脂酸1，氧化鋅6，防老劑1，補強填充劑92，稀土硫化促進劑0.4。硫化條件硫化溫度153℃，硫化時間7分。橡膠雜件質量指標抗強度(MPa)112，扯斷強度(MPa)7.60，伸長率(％)482，永久變形(％)32。
權利要求
1.一種稀土橡膠硫化促進劑，其結構通式為
式中RE為鑭、銪或釔。
2.一種權利要求1所述的稀土橡膠硫化促進劑的製備方法，其特徵在於把氯化稀土、二乙胺和有機溶劑加入反應器中，控制反應溫度在-20℃至-10℃，進行攪拌反應5～15小時，再將二硫化碳加入上述反應液，繼續攪拌反應8～20小時，然後，從反應混合物中收集該產品。
3.根據權利要求2所述的稀土橡膠硫化促進劑的製備方法，其特徵在於稀土係指鑭、銪、釔或稀土重量含量為99％以上，其中鑭含85％以上的混合稀土。
4.根據權利要求2或3所述的稀土橡膠硫化促進劑的製備方法，其特徵在於有機溶劑為丙酮或丙酮-石油醚混合溶劑。
全文摘要
本發明系一種稀土橡膠硫化促進劑及其製備方法,主要是把稀土與有機基團化合,研製出硫化速度快,性能優良,溫度達100℃左右時,便可起硫化作用的新型硫化促進劑。工藝合成路線採用無需惰性氣體保護一步合成法,大大降低了對生產設備的要求和生產成本。用該新型促進劑可代替原需用的三種促進劑並用體系,使用量也僅為原使用量的1/5左右,操作安全性符合生產要求。應用該促進劑的橡膠製品的物理機械性能達國家一級標準。簡化了生產環節,降低了成本,提高了使用廠家經濟效益。
文檔編號C08K5/56GK1219553SQ9710530
公開日1999年6月16日 申請日期1997年6月12日 優先權日1997年6月12日
發明者章偉光, 朱初耀, 黎華養 申請人:江西師範大學