[发明专利]一种新型的氯丁橡胶硫化方法

说明书

本发明公开了一种新型的氯丁橡胶硫化方法。该方法为：以含咪唑结构单元的咪唑类化合物作为硫化剂，与氯丁橡胶配合后加热硫化制备得到氯丁橡胶硫化胶。本发明所采用的硫化体系，具有组成简单、易分散、硫化效率高、适用于常规的硫化设备和硫化工艺等特点，制备的氯丁橡胶硫化胶具有优良的物理机械性能。

技术领域

本发明属于橡胶领域，具体涉及一种新型的氯丁橡胶硫化方法。

背景技术

氯丁橡胶(CR)是氯丁二烯以α-聚合而成的合成橡胶，氯丁橡胶具有使用温度范宽、回弹性高、强度大等良好的物理机械性能，还具有耐老化、耐挠曲、阻燃、耐臭氧、耐磨、耐酸碱、耐化学品、耐热性好、耐油性佳等优异的综合性能。氯丁橡胶因其优异的性能而用途广泛，被广泛应用于制造汽车零部件和黏合剂等方面。

氯丁橡胶通常使用金属氧化物(氧化锌、氧化镁)进行硫化，配合有机促进剂(如硫脲类化合物)使用，可提高硫化速度和交联程度。此外，过氧化物(双-25)、硫磺、三聚硫氰酸(TCY)三种硫化体系都可用于硫化氯丁橡胶。

对于氯丁橡胶现有使用的硫化体系各有优缺点，其最常采用的硫化体系是氧化锌/氧化镁硫化体系，虽然该体系具有很好的抗硫化返原性，且具有较优的综合力学性能，但硫化速度慢；而采用四氧化三铅硫化氯丁胶时，在硫化过程中形成不溶性氯化物，虽可获得良好的耐水性，但四氧化三铅相对密度较大，在氯丁胶分散困难，且硫化时加入含硫促进剂配合会使制品变黑，加上其毒性大，这限制了其使用。此外，TCY硫化体系虽有很好的抗硫化返原性且硫化胶的物理性能可达到金属氧化物硫化胶的水平，但硫化速度较慢，能耗大；过氧化物硫化胶具有较好的物理性能，但抗硫化返原性较差。由此看来，现在使用的各硫化体系各有优劣，而新型的硫化体系的提出与研究仍有重大的现实意义。

咪唑类化合物的分子结构中带有含两个间位氮原子的五元芳杂环，咪唑环中的1-位氮原子的未共用电子对参与环状共轭，氮原子的电子密度降低，使这个氮原子上的氢易以氢离子形式离去，因而咪唑具有弱酸性，可与强碱形成盐。咪唑环中的3-位氮原子的未共用电子对不参与共轭，而占据sp2杂化轨道，可以接受质子，与强酸形成盐。

当前，咪唑类化合物已在高分子研究领域中有所应用，如咪唑类离子液体可用于对橡胶填料的表面改性以及提高橡胶材料的导电性能，咪唑类化合物还可用于环氧树脂的固化等。就目前而言，以咪唑类化合物为橡胶硫化体系的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的氯丁橡胶硫化方，该方法具有组成简单，易分散，操作安全，且适用于常规的橡胶加工手段等优势。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种氯丁橡胶新型硫化方法，以含咪唑结构单元的咪唑类化合物作为硫化剂，与氯丁橡胶配合后加热硫化制备得到氯丁橡胶硫化胶。

上述方法中，以质量计算，相对与每100份氯丁橡胶，咪唑类化合物的用量为0.3-10份。

上述方法中，所述硫化体系为咪唑类化合物中的一种以上，所述咪唑类化合物包括：咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、丙基咪唑、丁基咪唑、苯基咪唑、苯并咪唑、1，2-二甲基咪唑、碘化1-乙基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑、2-甲基-4-乙基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-异丙基咪唑、2，4-二甲基咪唑、4,5-二苯基咪唑、硝基咪唑、二苯基咪唑、羟乙基咪唑、2,2-二咪唑甲烷、氨丙基咪唑、N-乙酰基咪唑、2-氯-4-硝基咪唑、2-苯甲基咪唑、2,5,6-三甲基苯并咪唑、二咪唑基苯、4,5-二硝基咪唑、2—巯基苯并咪唑、2-硫醇基甲基苯并咪唑、2-巯基-1-甲基咪唑、A-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1-氨乙基-2-甲基咪唑、1-氰基-2-乙基-4-甲基咪唑、2，3-二羟甲基咪唑、1,3-二苯基-2-甲基咪唑、1-癸烷基-2-乙基咪唑、1-β-氨基乙基-2-甲基咪唑或2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑。