專利名稱:含次磺酰胺促進(jìn)劑膠料性能的改進(jìn)方法
本發(fā)明涉及橡膠膠料生產(chǎn)中，其工藝質(zhì)量的監(jiān)控方法，能借以確保獲得性能穩(wěn)定，質(zhì)量完好的硫化橡膠制品。
眾所周知，在橡膠制品，特別是象輪胎那樣的厚壁制品的生產(chǎn)中，既要求膠料具有較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間，以確保操作安全性，又要求膠料在達(dá)到硫化溫度時(shí)，起硫快，硫化平坦性好，以確保必要的生產(chǎn)效率和優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量。次磺酰胺類促進(jìn)劑，具有能符合上述要求的“后效性”，故在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，其中特別是象DZ(N，N-二環(huán)己基苯并噻唑次磺酰胺)那樣的噻唑類次磺酰胺，不但具有焦燒時(shí)間長(zhǎng)，操作安全性高的優(yōu)點(diǎn)，而且還有助于提高橡膠與金屬的粘合性能，所以目前常用于要與金屬簾線粘合的膠料中，特別是用于鋼絲子午線輪胎的生產(chǎn)。
可是，在使用這類促進(jìn)劑的生產(chǎn)實(shí)踐中往往會(huì)遇到這樣的情況，即突然發(fā)現(xiàn)膠料的焦燒時(shí)間大大縮短，橡膠與金屬的粘合強(qiáng)度也隨之降低，從而給生產(chǎn)帶來重大損失。
本發(fā)明者針對(duì)這個(gè)問題，進(jìn)行反復(fù)分析研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)這種情況與促進(jìn)劑本身的純度有關(guān)。噻唑類次磺酰胺一般是由促進(jìn)劑M(2-硫醇基苯并噻唑
的堿金屬鹽或促進(jìn)劑DM〔二硫化二苯并噻唑(
〕與胺經(jīng)氧化反應(yīng)而制得的
MSNa(M的金屬鹽)或 +HN
(〔0〕)/() MSN
MSSM(DM) (胺) (次磺酰胺促進(jìn)劑)式中
(下同)因此，如果在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，工藝條件控制不當(dāng)，很可能會(huì)有促進(jìn)劑DM及M殘留。此外，在產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸、貯藏等過程中，由于條件處置不當(dāng)，成品也很可能沿S-N鍵斷裂分解，進(jìn)而還原成促進(jìn)劑DM或M
為此，如何快速而正確地測(cè)定這類促進(jìn)劑的純度，特別是這類促進(jìn)劑中，促進(jìn)劑M和DM的夾雜量，成了 業(yè)生產(chǎn)中急需解決的帶有普遍意義的關(guān)鍵性問題。以鋼絲子午線輪胎生產(chǎn)中常用的促進(jìn)劑DZ為例，其通常的質(zhì)量控制指標(biāo)為加熱減量，灰份和熔點(diǎn)，然而這三項(xiàng)指標(biāo)不但測(cè)定方法比較煩瑣費(fèi)時(shí)，而且與該促進(jìn)劑在膠料中行為的對(duì)應(yīng)性也差。
在美國(guó)孟山都(Monsanto)化學(xué)公司橡膠技術(shù)服務(wù)部的資料中，介紹用甲醇不溶物的含量來測(cè)定次磺酰胺促進(jìn)劑的純度，但是，在實(shí)際試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種方法並不能正確地把促進(jìn)劑DM和M從次磺酰胺促進(jìn)劑中分離出來，因而不能用來預(yù)測(cè)次磺酰胺促進(jìn)劑在膠料中的行為。
本發(fā)明者經(jīng)過多方探索，終于找到了一種能把次磺酰胺促進(jìn)劑中的DM和M充分正確地分離出來的方法，遂達(dá)致本發(fā)明，即本發(fā)明的目的是提供一種快速而簡(jiǎn)便的檢測(cè)夾雜在次磺酰胺類促進(jìn)劑中的DM和M的方法，借以保證含此類促進(jìn)劑的膠料具有較長(zhǎng)的焦燒時(shí)間，高的操作安全性並且對(duì)金屬材料(例如，鋼絲簾線)具有優(yōu)良的粘合性能。此法的原理在于利用次磺酰胺促進(jìn)劑能夠溶解于一定的脂肪烴溶劑，而促進(jìn)劑DM和M則不溶于此溶劑的性質(zhì)。在尋求這種溶劑的過程中，本發(fā)明者曾試用過甲醇、二氯甲烷、苯，一般溶劑汽油等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，效果最好的是餾程100～250℃，最好為140～210℃，芳香烴含量不大于10%，最好小于5%的脂肪烴，市售的典型產(chǎn)品為200＃汽油，它能保證把夾雜在次磺酰胺促進(jìn)劑中的DM和M完全分離出來。
下面以鋼絲子午線輪胎生產(chǎn)中最常用的促進(jìn)劑DZ(N，N-二環(huán)己基苯并噻唑次磺酰
)為例具體說明本發(fā)明。
DM和M的分離測(cè)定步驟稱取促進(jìn)劑DZ樣品1g(精確至0.001g)置于50ml燒杯中，加20ml溶劑，用玻璃棒攪拌，使之溶解，停放2～3小時(shí)，然后用經(jīng)恒重的30ml 3號(hào)玻璃濾器過濾，再用20ml溶劑洗滌燒杯中的殘液，再倒入濾器，用真空泵抽濾后，稍停片刻，放入真空干燥器內(nèi)常溫干燥二小時(shí)，然后放入干燥器內(nèi)稱量至恒重。
不溶物含量按下式計(jì)算不溶物含量(重量%)＝ (W1-W2)/(W) ×100式中W-樣品稱量(g);
W1-溶解后殘留的樣品和玻璃濾器的總重量(g);
W2-玻璃濾器的重量(g)。
采用不同批號(hào)促進(jìn)劑DZ，以不同的溶劑按上述方法作不溶物含量測(cè)定的結(jié)果之一例，如表1所示。
用薄層分析法(展開劑甲苯體系;展開距離15cm;顯色劑氯亞胺、四硼酸鈉)定性分析不溶物的結(jié)果證明，用本發(fā)明規(guī)定的溶劑分離得到的不溶物確實(shí)是促進(jìn)劑M和DM的混合物。
另外采用由天然橡膠70、順丁橡膠30、中超耐磨爐法炭黑50、硫黃1.5、促進(jìn)劑1-這樣的配方(重量份)組成的膠料作試驗(yàn)，觀察用本發(fā)明方法求得的不溶物含量以及促進(jìn)劑DZ的其他質(zhì)量控制指標(biāo)與膠料焦燒時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)果如表2所示。
由該表可見，用本發(fā)明方法得到的不溶物含量對(duì)膠料的焦燒時(shí)間有明顯的影響。隨著此指標(biāo)值的增大，促進(jìn)劑DZ的后效性逐漸喪失，同時(shí)膠料的焦燒性能逐漸接近于使用等量促進(jìn)劑DM的水平。表3所列的數(shù)據(jù)證明，膠料的焦燒時(shí)間會(huì)影響到它與鋼絲簾線的粘合強(qiáng)度。即隨著膠料的焦燒時(shí)間縮短，橡膠與金屬的粘合性能變差。由生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定，上述不溶物含量宜控制在15重量%以下，最好小于7重量%，超過此范圍，膠料的焦燒時(shí)間縮短，橡膠與金屬的粘合強(qiáng)度降低。
綜上所述，使用本發(fā)明規(guī)定的溶劑，即餾程為100～250℃，最好為140～210℃，芳香烴含量不大于10%，最好小于5%的脂肪烴，可以把夾雜在次磺酰胺促進(jìn)劑中的DM和M促進(jìn)劑作為不溶物充分分離出來，故此不溶物含量與膠料的焦燒時(shí)間，因而也與膠料跟金屬的粘合性能有極大的相關(guān)性，所以用這種方法來檢驗(yàn)和控制次磺酰胺促進(jìn)劑的質(zhì)量，具有操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，可作為橡膠制品生產(chǎn)廠和促進(jìn)劑生產(chǎn)廠檢驗(yàn)或控制產(chǎn)品質(zhì)量的一種快速手段。
權(quán)利要求
1.焦燒時(shí)間長(zhǎng)，操作安全性高，對(duì)金屬的粘合性能優(yōu)良的含次磺酰胺類促進(jìn)劑(如促進(jìn)劑DZ)的橡膠膠料的生產(chǎn)質(zhì)量控制方法，其特征是，利用一種脂肪烴溶劑快速而簡(jiǎn)便地檢測(cè)監(jiān)控促進(jìn)劑的純度，以確保膠料具有穩(wěn)定的工藝性能和質(zhì)量指標(biāo)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征為所使用的溶劑是餾程100～250℃，最好為140～210℃;芳香烴含量不大于10%，最好小于5%的脂肪烴。
3.按照權(quán)利要求
1和2所述的方法，其特征是，膠料生產(chǎn)中使用的次磺酰胺類促進(jìn)劑(特別是促進(jìn)劑DZ)在上述溶劑中的不溶物含量應(yīng)在15重量%以下，最好小于7重量%。
專利摘要
使用一種餾程為100～250℃，最好為140～210℃，芳香烴含量不大于10％，最好小于5％的脂肪烴作為溶劑測(cè)定噻唑類次磺酰胺(例如促進(jìn)劑DZ)在此溶液中的不溶物含量，作為控制這類促進(jìn)劑純度的指標(biāo)，該指標(biāo)與促進(jìn)劑在膠料中的行為，即膠料的焦燒時(shí)間有良好的對(duì)應(yīng)性，因而能確保獲得焦燒時(shí)間長(zhǎng)，操作安全性高，對(duì)金屬粘合性優(yōu)良的膠料。
文檔編號(hào)C08K5/44GK86102520SQ86102520
公開日1988年4月13日 申請(qǐng)日期1986年9月29日
發(fā)明者徐仁莉 申請(qǐng)人:大中華橡膠廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan