一種橡膠活化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種橡膠活化劑及其制法。所述橡膠活性劑的制法為：在常溫條件下，將有機(jī)酸或者有機(jī)酸酐與堿性金屬氧化物按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許溶劑，攪拌后超聲10~30min，50~80℃下反應(yīng)30min~3h，80~130℃烘干得到有機(jī)鋅化合物。然后按照一定比例摻入配合鹽，混合均勻即得到有機(jī)鋅活化劑。本發(fā)明方法具有簡單、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)，所制得產(chǎn)品密度低，分散度好。與氧化鋅相比，對橡膠硫化活化效果比常規(guī)氧化鋅效果好3~7倍。本發(fā)明可以應(yīng)用于各類橡膠制品，符合綠色環(huán)保的趨勢。
【專利說明】一種橡膠活化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠硫化活化劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種用于橡膠硫化的鋅活化劑組合物。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]活化劑，又稱為促進(jìn)助劑，是在橡膠硫化過程中添加，用來增加促進(jìn)劑活性，從而減少促進(jìn)劑用量，提高硫化速度，縮短硫化時間。自1912年氧化鋅被作為活性劑使用至今尚未找到一種可以完全替代的產(chǎn)品。雖然氧化鋅對于橡膠工業(yè)很重要，但是氧化鋅在橡膠生產(chǎn)和使用的過程中以鋅離子的形式釋放到環(huán)境中，對人類的健康會帶來不利影響，特別是對水生生物的影響很顯著，而且氧化鋅的生產(chǎn)耗能較大，成本較高，價格也較高。因此，發(fā)明一種更環(huán)保、更綠色、活性大、能減少其用量，經(jīng)濟(jì)而且性能不受影響的氧化鋅的替代產(chǎn)品是很重要和迫切的。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種活性好、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的氧化鋅替代品及其制備方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包含以下步驟:
(1)有機(jī)鋅化合物的合成:在常溫條件下，將有機(jī)酸或者有機(jī)酸酐與含有鋅離子的化合物按照摩爾比混合，加入少許溶劑A，攪拌后超聲IOmin~3h，然后在50~80°C下反應(yīng)30min~3h，最后在80~130°C的條件下烘干得到有機(jī)鋅化合物；
(2)步驟(1)得到的有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽混合后干燥、研磨、過350目標(biāo)準(zhǔn)篩，制得橡膠活化劑；
其中溶劑A為:水、乙醇、甲醇、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正丙醇、正丁醇、異丁醇、乙腈中的中一種或者幾種；
優(yōu)選地，步驟(1)中含有鋅離子的化合物選用:氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅、堿式碳酸鋅、鋅粉、磷酸鋅或亞硫酸鋅中的一種或幾種。
[0007]優(yōu)選地，步驟(2)中有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽按照重量百分比混合，其中，有機(jī)鋅化合物占比為:20~80wt%，活化劑配合鹽占比為:80~20wt%。
[0008]優(yōu)選地，在步驟(1)中將有機(jī)酸或者有機(jī)酸酐與含有鋅離子的化合物混合加入溶劑A之后，迅速置于冰水浴中猛烈攪拌，從而使其冷卻。
[0009]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的橡膠活化劑是由有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽組成，他們的重量百分比為:
有機(jī)鋅化合物:20~80wt% ；
活化劑配合鹽:80~20wt% ；
其中有機(jī)鋅化合物由單個 或者多個羧基基團(tuán)的芳香族或者脂肪族化合物的鋅鹽組成。活化劑配合鹽由簡單無機(jī)鋅化合物、含芳香基的有機(jī)酸化合物、直鏈脂肪族的有機(jī)酸化合物或含有雙鍵的有機(jī)酸化合物中的一種或幾種組成。
[0010]優(yōu)選地，簡單無機(jī)鋅化合物包括:氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅、堿式碳酸鋅、鋅粉、磷酸鋅、亞硫酸鋅中的一種或幾種。
[0011]優(yōu)選地，所述芳香族有機(jī)酸化合物包括:水楊酸鈣、水楊酸鎂、水楊酸鉀、水楊酸鋁、水楊酸鐵、水楊酸鋇、水楊酸鈉、肉桂酸鈣、肉桂酸鎂、肉桂酸鉀、肉桂酸鋁、肉桂酸鐵、肉桂酸鋇、肉桂酸鈉、吡啶二甲酸鈣、吡啶二甲酸鎂、吡啶二甲酸鉀、吡啶二甲酸鋁、吡啶二甲酸鐵、吡啶二甲酸鋇、吡啶二甲酸鈉中的一種或幾種。
[0012]優(yōu)選地，所述直鏈脂肪族有機(jī)酸化合物包括:油酸鈣、油酸鎂、油酸鉀、油酸鋁、油酸鐵、油酸鋇、油酸鈉、檸檬酸鈣、檸檬酸鎂、檸檬酸鉀、檸檬酸鋁、檸檬酸鐵、檸檬酸鋇、檸檬酸鈉、琥珀酸鈣、琥珀酸鎂、琥珀酸鉀、琥珀酸鋁、琥珀酸鐵、琥珀酸鋇、琥珀酸鈉、月桂酸鈣、月桂酸鎂、月桂酸鉀、月桂酸鋁、月桂酸鐵、月桂酸鋇、月桂酸鈉、戊二酸鈣、戊二酸鎂、戊二酸鉀、戊二酸鋁、戊二酸鐵、戊二酸鋇、戊二酸鈉中的一種或幾種。
[0013]優(yōu)選地，所述含有雙鍵的有機(jī)酸化合物包括:順丁烯二酸鈣、順丁烯二酸鎂、順丁烯二酸鉀、順丁烯二酸鋁、順丁烯二酸鐵、順丁烯二酸鋇、順丁烯二酸鈉、衣康酸鈣、衣康酸鎂、衣康酸鉀、衣康酸鋁、衣康酸鐵、衣康酸鋇、衣康酸鈉、山梨酸鈣、山梨酸鎂、山梨酸鉀、山梨酸鋁、山梨酸鐵、山梨酸鋇、山梨酸鈉中的一種或幾種。
[0014]本發(fā)明的積極效果在于:鋅含量低，低于40%，重金屬含量趨于零，安全環(huán)保，密度低，分散度好，效果優(yōu)于氧化鋅的實(shí)驗(yàn)效果。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0017]實(shí)施例1
在常溫條件下，將肉桂酸與氧化鋅按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許乙醇:水=1: I的混合溶劑，攪拌后超聲lh，70°c下反應(yīng)3h，120°C烘干得到產(chǎn)品A。在常溫條件下，將山梨酸與氧化鈉按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許水，攪拌后超聲10min，50°C下反應(yīng)50min，100°C烘干得到產(chǎn)品B。
[0018]然后按照A: B=75:25的比例混合，得到本發(fā)明的橡膠活性劑。
[0019]實(shí)施例2
在常溫條件下，將月桂酸與氧化鋅按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許甲醇:水=4:1的混合溶劑，攪拌后超聲30min，60°C下反應(yīng)lh，120°C烘干得到產(chǎn)品A。在常溫條件下，將檸檬酸與氧化鈣按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許正丁醇，攪拌后超聲30min，80°C下反應(yīng)2h，120°C烘干得到產(chǎn)品B。然后按照A:B=60:40的比例混合，得到本發(fā)明的橡膠活性劑。
[0020]實(shí)施例3
在常溫條件下，將水楊酸與氧化鋅按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許正丁醇:水=2:1的混合溶劑，攪拌后超聲50min，70°C下反應(yīng)1.5h，100°C烘干得到產(chǎn)品A。在常溫條件下，將吡啶二甲酸與氧化鉀按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許乙酸乙酯，攪拌后超聲20min，80°C下反應(yīng)30min，90°C烘干得到產(chǎn)品B。然后按照A:B=80:20的比例混合，得到本發(fā)明的橡膠活性劑。
[0021]實(shí)施例4
在常溫條件下，將琥珀酸與氧化鋅按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許異丁醇:水=3:1的混合溶劑，攪拌后超聲lh，80°C下反應(yīng)lh，100°C烘干得到產(chǎn)品A。在常溫條件下，將油酸與氧化鎂按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許乙酸乙酯，攪拌后超聲30min，80°C下反應(yīng)2h，100°C烘干得到產(chǎn)品B。然后按照A:B=50:50的比例混合，得到本發(fā)明的橡膠活性劑。
[0022]實(shí)施例5
在常溫條件下，將衣康酸與氧化鋅按照物質(zhì)摩爾比混合，加入少許甲醇:水=4:1的混合溶劑，攪拌后超聲1.5h，75°C下反應(yīng)2h，100°C烘干得到產(chǎn)品A。產(chǎn)品B為氧化鋅，按照A:B=70:30的比例混合，得到本發(fā)明的橡膠活性劑。
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方法，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，使用本發(fā)明所提供的制備方法，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種橡膠活化劑，其特征在于是由有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽組成，他們的重量百分比為: 有機(jī)鋅化合物:20~80wt% ； 活化劑配合鹽:80~20wt% ； 其中有機(jī)鋅化合物由單個或者多個羧基基團(tuán)的芳香族或者脂肪族化合物的鋅鹽組成，活化劑配合鹽由簡單無機(jī)鋅化合物、含芳香基的有機(jī)酸化合物、直鏈脂肪族的有機(jī)酸化合物或含有雙鍵的有機(jī)酸化合物中的一種或幾種組成。
2.如權(quán)利要求書I所述的一種橡膠活化劑，其特征在于，簡單無機(jī)鋅化合物包括:氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅、堿式碳酸鋅、鋅粉、磷酸鋅、亞硫酸鋅中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求書I所述的一種橡膠活化劑，其特征在于，所述芳香族有機(jī)酸化合物包括:水楊酸韓、水楊酸鎂、水楊酸鉀、水楊酸招、水楊酸鐵、水楊酸鋇、水楊酸鈉、肉桂酸鈣、肉桂酸鎂、肉桂酸鉀、肉桂酸鋁、肉桂酸鐵、肉桂酸鋇、肉桂酸鈉、吡啶二甲酸鈣、吡啶二甲酸鎂、吡啶二甲酸鉀、吡啶二甲酸鋁、吡啶二甲酸鐵、吡啶二甲酸鋇、吡啶二甲酸鈉中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求書I所述的一種橡膠活化劑，其特征在于，所述直鏈脂肪族有機(jī)酸化合物包括:油酸鈣、油酸鎂、油酸鉀、油酸鋁、油酸鐵、油酸鋇、油酸鈉、檸檬酸鈣、檸檬酸鎂、檸檬酸鉀、檸檬酸鋁 、檸檬酸鐵、檸檬酸鋇、檸檬酸鈉、琥珀酸鈣、琥珀酸鎂、琥珀酸鉀、琥珀酸鋁、琥珀酸鐵、琥珀酸鋇、琥珀酸鈉、月桂酸鈣、月桂酸鎂、月桂酸鉀、月桂酸鋁、月桂酸鐵、月桂酸鋇、月桂酸鈉、戊二酸鈣、戊二酸鎂、戊二酸鉀、戊二酸鋁、戊二酸鐵、戊二酸鋇、戊二酸鈉中的一種或幾種。
5.如權(quán)利要求書I所述的一種橡膠活化劑，其特征在于，所述含有雙鍵的有機(jī)酸化合物包括:順丁烯二酸鈣、順丁烯二酸鎂、順丁烯二酸鉀、順丁烯二酸鋁、順丁烯二酸鐵、順丁烯二酸鋇、順丁烯二酸鈉、衣康酸鈣、衣康酸鎂、衣康酸鉀、衣康酸鋁、衣康酸鐵、衣康酸鋇、衣康酸鈉、山梨酸鈣、山梨酸鎂、山梨酸鉀、山梨酸鋁、山梨酸鐵、山梨酸鋇、山梨酸鈉中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的一種橡膠活化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為: 有機(jī)鋅化合物的合成:在常溫條件下，將有機(jī)酸或者有機(jī)酸酐與含有鋅離子的化合物按照摩爾比混合，加入少許溶劑A，攪拌后超聲IOmin~3h，然后在50~80°C下反應(yīng)30min~3h，最后在80~130°C的條件下烘干得到有機(jī)鋅化合物； 步驟(1)得到的有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽混合后干燥、研磨、過350目標(biāo)準(zhǔn)篩，制得橡膠活化劑； 其中溶劑A為:水、乙醇、甲醇、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正丙醇、正丁醇、異丁醇、乙腈中的中一種或者幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種橡膠活化劑的制備方法，其特征在于步驟(1)中含有鋅離子的化合物選用:氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅、硝酸鋅、堿式碳酸鋅、鋅粉、磷酸鋅或亞硫酸鋅中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種橡膠活化劑的制備方法，其特征在于步驟(2)中有機(jī)鋅化合物和活化劑配合鹽按照重量百分比混合，其中，有機(jī)鋅化合物占比為:20~80wt%，活化劑配合鹽占比為:80~20wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種橡膠活化劑的制備方法，其特征在于在步驟(1)中將有機(jī)酸或者有機(jī)酸酐與含有鋅離子的化合物混合加入溶劑A之后，迅速置于冰水浴中猛烈攪拌， 從而使其冷卻。
【文檔編號】C08K5/098GK103897214SQ201410015487
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】李學(xué)強(qiáng), 姚新波 申請人:李學(xué)強(qiáng)