CN1073594C - 稀土橡胶硫化促进剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明系一种稀土橡胶硫化促进剂及其制备方法，主要是把稀土与有机基团化合，研制出硫化速度快，性能优良：温度达100℃左右时，便可起硫化作用的新型硫化促进剂。工艺合成路线采用无需惰性气体保护一步合成法，大大降低了对生产设备的要求和生产成本。用该新型促进剂可代替原需用的三种促进剂并用体系，使用量也仅为原使用量的1/5左右，操作安全性符合生产要求。应用该促进剂的橡胶制品的物理机械性能达国家一级标准。简化了生产环节，降低了成本，提高了使用厂家经济效益。
Description
本发明是一种稀土橡胶硫化促进剂及其制备方法。
硫化(交联)是橡胶加工工艺中很重要的一环，应用硫化促进剂可以提高橡胶制品生产效率、降低产品成本，提高和改善制品的物理机械性能。国外，对于作为传统促进剂的二硫代甲酸类过渡金属配合物的合成及其结构性能研究较多，相对于二硫代甲酸类稀土配合物的合成及其结构性能研究则不多，英国的D.Brown于1968年首次在惰气保护下，合成了N,N-二乙基二硫代氨基甲酸稀土配合物，并确定其组成与结构。由于其潜在的促进橡胶硫化的应用前景，一直引起后续工作者的广泛兴趣，对于这一类化合物的合成，结构与性能的基础理论研究逐渐增多。但因其合成条件的苛刻(隋性气体保护下的无水无氧合成)，其工业应用一直受到限制。稀土元素对于橡胶加工工业中所显示出的活性作用，而引起人们广泛兴趣，将具有替代传统橡胶助剂的潜在应用前景。
本发明的目的在于提供一种效果优于现用橡胶促进剂，合成条件不苛刻的稀土橡胶硫化促进剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：稀土橡胶硫化促进剂的结构通式为式中RE为镧、铕或钇。
上述稀土橡胶硫化促进剂的制备方法为把氯化稀土、二乙胺和有机溶剂加入反应器中，控制反应温度在-20℃至-10℃，进行搅拌反应5～15小时，再将二硫化碳加入上述反应液，继续搅拌反应8～20小时，然后，从反应混合物中收集该产品；稀土系指镧、铕、钇或稀土重量含量为99％以上，其中镧含85％以上的混合稀土，有机溶剂为丙酮或丙酮-石油醚混合溶剂。上述各反应成份的用量普通技术人员通过计算即可得出。
本发明与国内外现有技术相比，具有下列优点。
1、把稀土与有机基团结合，研制出硫化速度快，性能优良，温度达100℃便可起硫化作用的新型稀土橡胶硫化促进剂。
2、生产技术路线采用无需惰性气体保护的一步法，工艺先进，设备易选。收率达95％，产品熔点：187～190℃，纯度达95％以上，细度为99.5通过200目筛网。
3、对轮胎，橡胶杂件和胶鞋生产应用情况表明：该促进剂可以代替原配方使用二、三种促进剂并用体系，其用量却为原使用量的1/3至1/5。操作安全性符合生产要求，橡胶制品的物理机械性能达到国家一级品标准。简化了生产环节，降低生产成本，可以提高使用厂家经济效益。
附图为生产工艺流程图。
下面结合制造及应用的实施例对本发明作进一步详述：
实施例1
按二乙胺100千克，氯化镧70千克和丙酮300升加入搅拌反应釜，控制反应温度-20℃至-10℃，继续搅拌反应10～15小时后，把二硫化碳150千克慢慢加入上述反应液，继续搅拌反应16～20小时，过滤得黄色固体，用石油醚洗涤，得白色粉末状产物280千克。其结构式为：
实施例2
按二乙胺100千克，氯化钇140千克和丙酮300升加入搅拌反应釜，控制反应温度-20℃至-10℃，继续搅拌反应5～10小时后，把二硫化碳150千克慢慢加入上述反应液，继续搅拌反应8～12小时，过滤得黄色固体，用石油醚洗涤，得白色粉末状产物340千克。其结构式为：
实施例3
按二乙胺100千克，含85％镧的混合氯化稀土(重量含量99％)75千克和丙酮一石油醚混合剂350升加入搅拌反应釜，控制反应温度-20℃至-10℃，继续搅拌反应10～15小时后，把二硫化碳150千克慢慢加入上述反应液，继续搅拌反应16～20小时，过滤得褐色固体，用石油醚洗涤，得浅褐色粉末状产物280千克。
铕因其性质和镧相近，故不用实施例说明。
实施例4
硫化胶物理机械性能测试基本配方：1#烟片胶100，硫磺2.5，硬脂酸2，氧化锌5，炭黑40，机油4，稀土硫化促进剂0.5。硫化条件：硫化温度142℃，硫化时间20分。硫化胶物理机械性能：拉伸强度(MPa)28.1，扯断永久变形(％)32，扯断伸长率(％)568，硬度(邵尔)64。
实施例5
应用于胶鞋大底生产的胶料基本配方：3#烟片胶112.5，顺丁胶37.5，再生胶75，硫磺37.5，硬脂酸4.5，氧化锌7.5，古马龙7.5，防老剂1.5，防焦剂0.3，补强填充剂172.8，软化剂23，稀土硫化促进剂0.9。硫化条件：硫化温度142℃，硫化时间10分。胶鞋大底质量指标：拉断强度(MPa)9.60，伸长率(％)382，硬度(邵尔)62，磨耗(cm3/1.61Km)0.9121。
实施例6
应用于橡胶杂件生产的胶料基本配方：天然胶100，硫磺1.2，硬脂酸1，氧化锌6，防老剂1，补强填充剂92，稀土硫化促进剂0.4。硫化条件：硫化温度153℃，硫化时间7分。橡胶杂件质量指标：抗张强度(MPa)112，扯断强度(MPa)7.60，伸长率(％)482，永久变形(％)32。
Claims (4)
1、一种稀土橡胶硫化促进剂，其结构通式为
式中RE为镧、铕或钇。
2、一种权利要求1所述的稀土橡胶硫化促进剂的制备方法，其特征在于，把氯化稀土、二乙胺和有机溶剂加入反应器中，控制反应温度在-20℃至-10℃，进行搅拌反应5～15小时，再将二硫化碳加入上述反应液，继续搅拌反应8～20小时，然后，从反应混合物中收集该产品。
3、根据权利要求2所述的稀土橡胶硫化促进剂的制备方法，其特征在于：稀土系指镧、铕、钇或稀土重量含量为99％以上，其中镧含85％以上的混合稀土。
4、根据权利要求2或3所述的稀土橡胶硫化促进剂的制备方法，其特征在于：有机溶剂为丙酮或丙酮-石油醚混合溶剂。
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