專利名稱：稀土橡膠硫化促進劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種稀土橡膠硫化促進劑及其制備方法。
硫化(交聯(lián))是橡膠加工工藝中很重要的一環(huán)，應用硫化促進劑可以提高橡膠制品生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品成本，提高和改善制品的物理機械性能。國外，對于作為傳統(tǒng)促進劑的二硫代甲酸類過渡金屬配合物的合成及其結(jié)構(gòu)性能研究較多，相對于二硫代甲酸類稀土配合物的合成及其結(jié)構(gòu)性能研究則不多，英國的D.Brown于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，并確定其組成與結(jié)構(gòu)。由于其潛在的促進橡膠硫化的應用前景，一直引起后續(xù)工作者的廣泛興趣，對于這一類化合物的合成，結(jié)構(gòu)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(yè)應用一直受到限制。稀土元素對于橡膠加工工業(yè)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(tǒng)橡膠助劑的潛在應用前景。
本發(fā)明的目的在于提供一種效果優(yōu)于現(xiàn)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制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案稀土橡膠硫化促進劑的結(jié)構(gòu)通式為
式中RE為鑭、銪或釔。
上述稀土橡膠硫化促進劑的制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(xù)攪拌反應8～20小時，然后，從反應混合物中收集該產(chǎn)品；稀土系指鑭、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(shù)人員通過計算即可得出。
本發(fā)明與國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點，
1、把稀土與有機基團結(jié)合，研制出硫化速度快，性能優(yōu)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(chǎn)技術(shù)路線采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(chǎn)品熔點187～190℃，純度達95％以上，細度為99.5通過200目篩網(wǎng)。
3、對輪胎，橡膠雜件和膠鞋生產(chǎn)應用情況表明該促進劑可以代替原配方使用二、三種促進劑并用體系，其用量卻為原使用量的1/3至1/5。操作安全性符合生產(chǎn)要求，橡膠制品的物理機械性能達到國家一級品標準。簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低生產(chǎn)成本，可以提高使用廠家經(jīng)濟效益。
附圖
為生產(chǎn)工藝流程圖。
下面結(jié)合制造及應用的實施例對本發(fā)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(xù)攪拌反應10～15小時后，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續(xù)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(chǎn)物280公斤。其結(jié)構(gòu)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(xù)攪拌反應5～10小時后，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續(xù)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(chǎn)物340公斤。其結(jié)構(gòu)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(xù)攪拌反應10～15小時后，把二硫化碳150公斤慢慢加入上述反應液，繼續(xù)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(chǎn)物280公斤。
銪因其性質(zhì)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應用于膠鞋大底生產(chǎn)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(zhì)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應用于橡膠雜件生產(chǎn)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(zhì)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(quán)利要求
1.一種稀土橡膠硫化促進劑，其結(jié)構(gòu)通式為
式中RE為鑭、銪或釔。
2.一種權(quán)利要求1所述的稀土橡膠硫化促進劑的制備方法，其特征在于把氯化稀土、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(xù)攪拌反應8～20小時，然后，從反應混合物中收集該產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稀土橡膠硫化促進劑的制備方法，其特征在于稀土系指鑭、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(jù)權(quán)利要求2或3所述的稀土橡膠硫化促進劑的制備方法，其特征在于有機溶劑為丙酮或丙酮-石油醚混合溶劑。
全文摘要
本發(fā)明系一種稀土橡膠硫化促進劑及其制備方法,主要是把稀土與有機基團化合,研制出硫化速度快,性能優(yōu)良,溫度達100℃左右時,便可起硫化作用的新型硫化促進劑。工藝合成路線采用無需惰性氣體保護一步合成法,大大降低了對生產(chǎn)設備的要求和生產(chǎn)成本。用該新型促進劑可代替原需用的三種促進劑并用體系,使用量也僅為原使用量的1/5左右,操作安全性符合生產(chǎn)要求。應用該促進劑的橡膠制品的物理機械性能達國家一級標準。簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié),降低了成本,提高了使用廠家經(jīng)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(yōu)先權(quán)日1997年6月12日
發(fā)明者章偉光, 朱初耀, 黎華養(yǎng) 申請人:江西師范大學