[发明专利]含有环十二硫的硫化组合物和改进的环十二硫化合物

说明书

公开了一种用于硫可硫化的配料的硫化组合物。该硫化组合物包括硫化剂，其依次包括环十二硫化合物。还公开了当以DSC加热速率20℃/min测量时，特征在于DSC熔点开始温度为155℃‑167℃的环十二硫化合物。

发明领域

本发明通常涉及(i)一种用于形成硫化制品的硫化组合物，其中该组合物包括环十二硫化合物，和(ii)环十二硫化合物，其相对于现有技术形式的环十二硫表现出升高的熔点开始温度。

发明背景

用硫进行硫化是一种公知的化学方法，用于经由在单个聚合物链之间通过加入和与某些硫化剂(也称作“含硫的固化剂”)反应形成交联，来将天然橡胶或者其他通用弹性体转化成更耐久的材料。在用于制造耐久的硫化弹性体制品的常规方法中，将含硫的固化剂与弹性体化合物混合来形成可硫化的弹性体配料，其包括该含硫的固化剂。该可硫化的弹性体配料经历了许多加工步骤例如例如混合，挤出，压延，成形，成型和构建期望的“生坯”(未硫化的)制品或者制品部件(“制品”)的形状。该制品然后经历了硫化所述弹性体和形成硫化弹性体制品所必需的条件。

目前的工业实践在许多商业硫进行硫化方法中包含了聚合物硫作为优选的硫化剂。例如美国专利No.4238470(其公开内容在此引入作为参考)描述了将聚合物硫作为硫化剂用于可硫化的弹性体组合物。聚合物硫通常的特征在于高分子量，长的螺旋形分子结构和不溶于二硫化碳和其他强溶剂以及橡胶，橡胶胶料和弹性体中。在一种典型的硫进行硫化方法步骤中，含有聚合物硫的可硫化的弹性体配料经历了这样的条件，其中该聚合物硫转化成环八硫(S₈)，一种硫同素异形体，其可溶于弹性体中，并且其因此溶解在弹性体配料中，在其中它可以参与硫化反应。

因为聚合物硫转化成环八硫是温度依赖的，并且时间和温度对于转化率的影响是累积的，因此必须进行更多的关注来确保在最终成形，构建或者组装硫化制品之前，在实际硫化之前的加工步骤不引起该实际硫化步骤之前的转化。这样的过早转化会导致硫“霜”，其是一种已知的严重危害层间附着力和其他硫化制品特性的现象。硫霜是可溶性环八硫扩散和随后硫在未固化的制品表面结晶的结果，并且当生坯可硫化的弹性体配料中的环八硫浓度超过它们在给定温度在配料中的溶解度限度时发生。未固化的制品部件或者层表面上的硫霜的存在高度危害所述部件与其他部件/层的粘结和粘附性。为了避免过早转化成环八硫和具有聚合物硫化剂的可硫化的弹性体配料中发生硫霜的风险，目前的商业实践包括将延长的加工时间限制到温度低于大约100℃，因为聚合物硫到环八硫的甚至小百分比的转化也会将浓度推动超过溶解度限度和产生硫霜的潜在性。因此对于制品制造商来说，在挤出，压延，成形，成型或者其他加工操作中存在的剪切作用(和其所产生的摩擦热)就存在着苛刻的温度控制挑战。

这些挑战的管控典型地包括在一方面生产率，生产量，加工速度和产品成本和另一方面产品性能和品质之间的精巧平衡。降低过早聚合物硫转化和硫霜的风险所遭受的限制是减慢了制造速度和因此降低了制造商收益率。相反，具有不太过早转化倾向(和因此较高的热稳定性)的硫化剂将增加制造速度和因此设备可以产生的单位数量和制造商的利润。除了更快的制造速度之外，如果能够减少从聚合物到环八硫的转化，则胶合机具有更大的灵活性来在可硫化的组合物中引入更多的硫，由此具有更大的潜力来制造甚至更高品质和耐久性的商品。

现有技术尝试通过使用不同的稳定剂或者稳定处理来改进聚合物硫热稳定性和延迟或者阻止硫霜，如上面提及的’470专利以及美国专利No.2460365；2462146和2757075所述。虽然有全部的这些努力，但是一直存在着对于具有较高热稳定性的硫化剂的需要，其转换成硫化制品制造商的改进的生产量和效率，同时避免了硫霜的风险和危害。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种硫化组合物，其在可用于形成硫化弹性体制品的可硫化的弹性体化合物中具有改进的热稳定性。该硫化组合物通常包括硫化剂，其中该硫化剂包括环十二硫化合物。该组合物任选地进一步包括载体。优选该环十二硫化合物特征在于当以DSC加热速率20℃/min测量时，根据公知的差示扫描量热法测量的熔点开始温度(下文称作DSC熔点开始温度)是大约155℃-大约167℃。