[发明专利]一种稀土配合物橡胶防老剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶防老剂及其制备和应用，具体涉及一种稀土配合物橡胶防老剂及其制备方法与应用。 

背景技术

稀土元素具有独特的4f电子结构和大原子磁矩、强自旋偶合等特性，容易与含O、N、S等元素的有机化合物配体形成稀土配合物，配位数可在6～12之间变化，并且其晶体结构也多种多样。稀土元素及其配合物无论是在传统领域还是在高新技术领域都得到广泛的应用。橡胶是高分子材料的重要组成部分，具有其它材料不可替代的特殊的高弹性等性能，研究稀土在橡胶中的应用是高分子材料研究中的一个热门课题。 

近年来，稀土配合物应用于高分子材料助剂显示出其他材料无法比拟的优点，其开发和应用越来越受人们的重视。稀土配合物应用于塑料助剂，已开发出稀土稳定剂、稀土界面改性剂、稀土成核剂等品种并已实现产业化，在塑料加工和塑料制品领域正在发挥越来越重要的作用。稀土橡胶助剂的研究也很活跃，涉及稀土促进剂、稀土防老剂、稀土界面改性剂和稀土功能改性剂等多方面，但至今未实现产业化应用。从稀土橡胶助剂显示的优异性能来看，它们是一类具有应用前景的功能材料，其重要性将随着研究开发的深入和其推广应用而日益彰显。 

橡胶防老剂是橡胶助剂的重要品种。当前橡胶防老剂的发展方向是环境友好、高效、多功能、低迁移、低挥发等。将稀土配合物用做橡胶防老剂有利于提高防老剂对热氧、臭氧、紫外光和动态老化的防老化效率，还能改善硫化橡胶的力学性能和加工性能，降低防老剂的迁移、挥发和环境污染，符合当前防老剂的发展方向。 

发明内容

本发明是针对如何提高现有橡胶防老剂的防老化效率、如何实现防老剂的多种功能、如何降低现有防老剂的迁移和挥发等问题，提供一种稀土配合物橡胶防老剂及其制备方法与应用。与普通橡胶防老剂比较，这种稀土防老剂的特点是具有较高的防老化效率，能提高硫化橡胶的力学性能，改善混炼胶的加工性能，并具有较低的迁移、挥发和污染等特性。 

一种稀土配合物橡胶防老剂，所述稀土配合物由镧(La)与有机配体对氨基苯磺酸钠制备得到，其分子结构式为： 

一种稀土配合物橡胶防老剂的制备方法，包括以下步骤： 

将对氨基苯磺酸钠加入水中配成质量百分浓度为5％～60％的溶液，加入摩尔数相当于对氨基苯磺酸钠摩尔数10％～100％的稀土盐，然后在40～95℃搅拌反应2～24h，将得到的产物过滤，洗涤，干燥，得到粉末状目标产物对氨基苯磺酸镧，即稀土配合物橡胶防老剂。 

上述方法中，所述稀土盐包括氯化镧，硝酸镧，硫酸镧或氟化镧中的一种。 

上述稀土配合物橡胶防老剂应用于橡胶制备中，该稀土配合物加入橡胶配方中能对橡胶产生显著的防老化作用。当该稀土配合物与常用防老剂复配使用时，硫化胶的耐老化性能优于单独添加常用防老剂。 

上述应用中，所述橡胶为天然橡胶或各种合成橡胶。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

1)该稀土配合物的合成方法简单易行，适于推广应用。 

2)该稀土配合物中含有伯氨基，能使橡胶具有很好的氧化防护性能。同时由于稀土元素特有的4f电子结构，易与橡胶老化过程中的自由基产生配位作用，从而中止自由基反应，进一步提高橡胶的耐老化性能。因此，该稀土配合物橡胶防老剂具有优异的耐老化性能。 

3)该稀土配合物与常用防老剂复配使用时，在一定质量比下，硫化胶的耐老化性能优于单独添加常用防老剂。 

4)该稀土配合物单独使用或与常用防老剂复配使用时，能延长焦烧时间，有利于加工安全性，同时降低胶料粘度从而有利于胶料的加工流动性，还能改善硫化胶的力学性能。 

5)该稀土配合物的相对分子质量比常用橡胶防老剂的相对分子质量大，有利于降低其在橡胶中的迁移率和挥发性。 

附图说明

图1为实施例1所得产品的红外光谱图，其中a曲线为对氨基苯磺酸镧，b曲线为对氨基苯磺酸钠。 

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行具体的描述。本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对发明保护范围的限制。该领域的技术人员可以根据本发明的内容作出适 当的改进和调整。 

实施例1 

将200克对氨基苯磺酸钠溶于300ml水中，在80℃条件下水浴搅拌0.5h，再加入摩尔数相当于对氨基苯磺酸钠摩尔数50％的氯化镧溶液260g，继续在80℃下搅拌8h，将所得产物过滤、洗涤、干燥即得到目标产物对氨基苯磺酸镧。