CN102597086B - 硫化活化剂 - Google Patents

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Abstract

分子式(I)的化合物作为具有可交联的不饱和链聚合物类的混炼胶的硫化活化剂的用途；([R1R2R3NR5(NR4R6R7)n](n+1)+)y(n+1)Xy-(I)，其中：X为阴离子原子或基团，R1、R2和R3可相同或不同，各自为其中m的范围在1至3之间的CmH2m+1，或者CH2CHCH2或CHCHCH3，R4、R6和R7可相同或不同，各自为CH2CHCH2或CHCHCH3，n为0或1，当n为1时y为1；当n为0时y为1或2，当n为0时R5为C15-C22的脂族基；而当n为1时R5为C8-C16的脂族基，当n为0时，R1、R2、R3和R5的至少之一包括双键。

Description

硫化活化剂
技术领域
本发明涉及硫化活化剂(curing activator)。
背景技术
为了实现特定结果，橡胶混炼胶硫化要求特殊的添加剂，包括硫化活化剂和促进剂。
在某些需要快速硫化的工业应用中，使用高效的助促进剂(booster)促进剂。
由于健康原因，这些中的某些目前已受到抨击。
脂肪酸也通常用作硫化活化剂，尽管在激活硫化过程中有效，但是却可导致生胶混炼胶(green mix)的粘合性降低。事实上，通过与氧化锌反应，脂肪酸可产生作为不期望的趋向于朝混炼胶表面迁移的副产物的锌盐，因而降低生胶混炼胶的粘合性。
因此需要摸索新型硫化活化剂系统，旨在在限制脂肪酸的使用的同时确保快速硫化。
发明内容
本发明涉及分子式(I)的化合物作为包括可交联的不饱和链聚合物类混炼胶的硫化活化剂的用途；
([R1R2R3NR5(NR4R6R7)n](n+1)+)y(n+1)Xy-    (I)
其中：
X为阴离子原子或基团
R1、R2和R3，其可相同或不同，各自为其中m的范围在1至3之间的CmH2m+1，或CH2CHCH2或CHCHCH3
R4、R6和R7，其可相同或不同，各自为CH2CHCH2或CHCHCH3
n为0或1
当n为1时y为1；当n为0时y为1或2
当n为0时R5为C15-C22的脂族基；当n为1时R5为C8-C16的脂族基
当n为0时，R1、R2、R3和R5的至少之一包括双键。
R1、R2和R3优选CH2CHCH2，更优选n为1和R5为饱和脂族基。
优选地，R5包括双键，和n为0。
硫化活化剂优选具有包括以下的组中的分子式：
[(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3]+X-；
[(CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3]+X-；
[(CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3]+X-；
[(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3]+X-；和
[(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3]2 +2X-。
优选地，X-为I-或Br-。
优选地，0.01至10phr的硫化活化剂用于混炼胶中。
本发明还涉及包括可交联的不饱和链聚合物类的混炼胶，其特征在于包括分子式(I)的化合物作为硫化活化剂。
本发明还涉及一种橡胶产品，其特征在于由包括分子式(I)的化合物作为硫化活化剂的混炼胶制备。
本发明还涉及一种轮胎，其特征在于包括至少一种由包括分子式(I)的化合物作为硫化活化剂的混炼胶制备的橡胶部件。
具体实施方式
以下仅为非限定性实施例，用于更清楚的理解本发明。
实施例
在以下实施例中，采用在根据本发明的硫化助剂类别中的五种不同的化合物(a、b、c、d、e)。
五种硫化活化剂如下：
-分子式[(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3]+I-的化合物(a)
-分子式[(CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3]+Br-的化合物(b)
-分子式[(CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3]+I-的化合物(c)
-分子式[(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3]+I-的化合物(d)
-分子式[(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3]2 +2Br-的
化合物(e)
如下所述，仅通过实施例，用TBB S和DPG促进剂试验上述硫化活化剂。
–TBB S混炼胶–
制备十种混炼胶(A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2)，各自包括根据本发明的上述五种硫化活化剂(a、b、c、d、e)中之一。更具体地，五种不同的硫化活化剂(a、b、c、d、e)以两种不同浓度使用。
表I示出上述混炼胶以phr计的组成。
表I
Figure BDA00001609962400031
为了准确地评价包括根据本发明的硫化活化剂的混炼胶的优势，制备包括脂肪酸作为活化剂的对照混炼胶(MCTBBS)，与表I中混炼胶的硫化活化剂相对比。
表II示出对照混炼胶以phr计的组成。
表II
  MCTBBS
  S-SBR   100
  N660   40
  脂肪酸   1
  ZnO   2
  S   2
  TBBS   2
–DPG混炼胶–
制备四种混炼胶(C3、C4、E3、E4)，分别包括根据本发明的硫化活化剂(c)和硫化活化剂(e)。如下所示，在脂肪酸存在和不存在的两种情况下试验硫化活化剂(c)和(e)。
为了准确地评价包括根据本发明的硫化活化剂的混炼胶的优势，制备对照混炼胶(MCDPG)，其不包括硫化活化剂，仅包括DPG和脂肪酸作为活化剂。
表III示出混炼胶C3、C4、E3、E4和对照混炼胶MCDPG以phr计的组成。
表III
Figure BDA00001609962400041
–试验–
在不同温度下硫化试验具有以上组成的混炼胶。更具体地，根据ISO标准6502试验各混炼胶的流变性质。
表IV示出TBBS混炼胶的流变性质结果。在145℃、160℃、175℃和195℃的温度下进行硫化试验。MH和ML值以dNM表示，T′10和T′90以分钟表示。
表IV
Figure BDA00001609962400051
表V示出DPG混炼胶的流变性质结果。在160℃的温度下进行硫化试验。
由于在设定的条件下未发生硫化，表V未示出对照混炼胶MCDPG的结果。
表V
  C3   C4   E3   E4
  ML   1.54   1.05   1.89   1.64
  MH   12.31   13.58   15.14   14.2
  T10   1.91   2.89   1.83   1.51
  T50   4.84   10.17   4.49   4.7
  T90   13.92   20.04   12.42   16.61
如以上结果清楚地示出，根据本发明的硫化活化剂为与其一起使用的促进剂提供了令人惊讶的显著增强的效果。这构成了生产方面以及广泛用于橡胶工业的助促进剂促进剂的有效替代物方面的主要优势，其中某些助促进剂促进剂目前正在被健康保护机构(health protection agency)所研究。
根据本发明的硫化活化剂还令人惊讶地提供在混炼胶中脂肪酸作为活化剂的限制性用途，其具有解决由于向混炼胶表面迁移的盐所造成的生胶混炼胶粘合性的问题的优势。事实上，锌盐形成为脂肪酸与氧化锌反应的不期望的副产物。
如本领域任何熟练技术人员都将清楚的，本发明可用于有利于涉及快速硫化橡胶产品的制造的工业，特别地，优选轮胎工业。

Claims (6)

1.分子式(I)的化合物作为包括可交联的、不饱和链聚合物类的混炼胶的硫化活化剂的用途；
([R1R2R3NR5(NR4R6R7)n](n+1)+)y(n+1)Xy-    (I)
其中：
X为阴离子原子或基团
R1、R2和R3，其可相同或不同，各自为其中m的范围在1至3之间的CmH2m+1，或CH2CHCH2或CHCHCH3
R4、R6和R7，其可相同或不同，各自为CH2CHCH2或CHCHCH3
n为0或1
当n为1时y为1；当n为0时y为1或2
当n为0时R5为C15-C22的脂族基；当n为1时R5为C8-C16的脂族基
当n为0时，R1、R2、R3和R5的至少之一包括双键。
2.根据权利要求1所述的分子式(I)的化合物的用途，其特征在于R1、R2和R3为CH2CHCH2。
3.根据权利要求2所述的分子式(I)的化合物的用途，其特征在于n为1和R5为饱和脂族基。
4.根据权利要求1所述的分子式(I)的化合物的用途，其特征在于R5包括双键和n为0。
5.根据权利要求1所述的分子式(I)的化合物的用途，其特征在于所述分子式(I)的化合物具有包括以下的组中的分子式：
[(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3]+X-；
[(CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3]+X-；
[(CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3]+X-；
[(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3]+X-；和
[(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3]2+2X-。
6.根据前述权利要求任一项所述的分子式(I)的化合物的用途，其特征在于X-为I-或Br-。
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