[发明专利]一种镧基多配体硫化促进剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种镧基多配体硫化促进剂的合成方法及其硫化促进效果的研究。这种促进剂无需氧化锌、硬脂酸做为活化剂，具有节省加料工序，清洁无污染，硫化平坦性好，在橡胶中易于均匀分散等优点，应用这种促进剂制备的橡胶复合材料具有良好的性能均一性。

背景技术

橡胶的硫化体系是一个由促进剂、活化剂、硫化剂构成的完整硫化体系。其中促进剂是一种能缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量，提高和改善硫化胶的物理机械性能和化学稳定性的化学物质。正因为促进剂能够提高橡胶的硫化效率，提高生产效率，减低能耗，提高制品的质量，开发新型橡胶硫化促进剂一直是橡胶工业中的一个研究热点。

由硫黄、活化剂、促进剂三种组分所组成的完整硫化体系在硫化反应过程中，都积极参与了反应。传统的氧化锌、脂肪酸和促进剂2-巯基苯并噻唑并用体系中，这三者在橡胶中形成了具有更大活性的中间产物苯并噻唑-2-硫醇的锌盐，但由于双辊的剪切作用有限，加之氧化锌属无机粒子，使得该硫化促进剂在橡胶中的溶解性并不好，导致助剂体系在胶料中分散不均匀，造成橡胶复合材料各点性能不均一，影响橡胶材料的寿命。

发明内容

本发明的目的在于对氧化锌、脂肪酸、促进剂并用的硫黄硫化体系做出可替代性的改进。该种促进剂有效地改善了传统硫化促进体系在橡胶中的溶解性不好的缺点，简化加料工序，清洁无污染。该多配体稀土硫化促进剂在高温硫化条件下有良好的硫化促进效果，抗焦烧能力强，平坦期长，同时促进剂在胶料中很好地溶解，保证了橡胶材料或制品质量的均一性。

本发明的促进剂是一种由稀土镧元素和4种配体在溶剂中发生配位反应产生的配合物，其结构通式如下：

[La_xA_yB_zC_mD_n]

式中：

La为稀土镧元素。

有机配体A是硫脲，具有如下的结构：

有机配体B是乙基黄原酸，具有如下的结构：

有机配体C是三乙醇胺，具有如下的结构：

有机配体D是邻菲罗啉，具有如下的结构：

x=1；

y=0.01～2；

z=0～2；

m=0～3；

n=0～1。

所述的一种多配体稀土橡胶硫化促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氯化镧溶于60～80℃的无水乙醇中,将含有A配体的硫脲溶于60～80℃的无水乙醇中。将含有B配体的乙基黄原酸钾溶于60～80℃的无水乙醇中，再将含有C配体的三乙醇胺和含有D配体的邻菲罗啉分别溶于60～80℃的无水乙醇中，制备出五种无水乙醇溶液。

(2)将含有四种配体的无水乙醇溶液充分混合均匀。在60～80℃的油浴搅拌下将混合配体的无水乙醇溶液滴加到氯化镧的无水乙醇溶液中，搅拌4～8h后过滤,沉淀经过无水乙醇洗涤后,在干燥器中干燥至恒质量，即为多配体的稀土橡胶硫化促进剂。

所述氯化镧为稀土镧元素的氯化物。

为了避免氧的给予体水优先与氯化镧反应，本发明采用无水乙醇为反应溶剂。

为了防止因温度过高镧配合物中的有机成分分解及镧配合物在空气中吸潮，本发明采用在20～30℃下的密封环境中干燥，干燥剂选用无水氯化钙。

本发明涉及的多配体稀土橡胶硫化促进剂具有很好的硫化促进效果，在与硫化剂及填料的进一步配合下可取得更佳的促进效果。

本发明可有效地替代传统的氧化锌、脂肪酸、促进剂并用的体系，节省了助剂的用量，简化了橡胶复合材料制备过程中的工艺，大大提高了硫化体系在橡胶中的溶解性。

本发明弥补了现有技术的缺陷，克服了一些品种的有机促进剂单独使用时存在硫化返原和易焦烧等缺点。该种多配体稀土配合物具有良好的硫化平坦性，提高了胶料性能的均一性，是一种高效多能的新型环保橡胶助剂。

本发明与国内外现有技术相比，具有如下优势：

1.本发明的多配体稀土橡胶硫化促进剂制备方法简便易行，无需惰性气体保护即可制备，条件温和，合成过程中不产生有害气体。

2.本发明的镧基多配体硫化促进剂是一种清洁环保的新型橡胶助剂，在橡胶硫化过程中不产生有毒气体，加料时扬尘小，简化加料工序，符合环保助剂的国家标准。