[发明专利]以苯乙烯-GMA共聚物为载体的橡胶防老剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以苯乙烯‑GMA共聚物为载体的橡胶防老剂及其制备方法。所述橡胶防老剂是以苯乙烯‑GMA共聚物为载体，与胺类防老剂反应后制得。具体制备方法包括将苯乙烯‑GMA共聚物在室温下溶解于溶剂中，加入胺类防老剂和催化剂，加热，搅拌进行反应，得到粗产物后用絮凝洗涤剂进行絮凝并洗涤，分相后进行抽滤，得到固体产物，最后烘干。本方法制备得到的橡胶防老剂与传统的防老剂相比，稳定性好，迁移率低，后期防老化性能好。

技术领域

本发明涉及橡胶防老剂领域，进一步地说，是涉及一种利用苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为载体制备的新型橡胶防老剂及其制备方法。

背景技术

橡胶在加工、贮存和使用过程中，由于受到内外因素的综合影响，会出现变软、发粘、发硬、龟裂、发脆、斑点、发霉、失光、颜色改变等老化现象，橡胶防老剂是一种能防止或延缓橡胶老化的物质。

对苯二胺类防老剂是天然橡胶和合成橡胶优良的通用型防老剂，不仅对臭氧有着优异的防护效果，同时对热氧也有较好的防护作用，而且对铜、锰等金属离子还有明显的钝化效果，是轮胎工业中最常用的防老剂品类。

不同分子结构的防老剂因为分子量大小的不同，导致其分子体积不同，进而其在大分子网络里的活动性会产生差异，将会影响防老剂在胶料中的作用机理，同时其在橡胶配方中的耐溶剂抽提性能和迁移速度也会不同，进而影响防老剂的抗老化效果。防老剂的迁移不仅削弱了老化效果，同时也造成了防老剂的浪费，形成了一定的经济损失，也对环境造成了污染。

发明内容

为解决现阶段常用的胺类防老剂存在的迁移问题，本发明提供了一种利用苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(苯乙烯-GMA共聚物)作为载体来将防老剂进行大分子化从而减弱其迁移能力的防老剂。这种改性后的防老剂在使用的过程中，其效率将会有效提高。

本发明的目的之一是提供一种以苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为载体的橡胶防老剂，所述橡胶防老剂是以苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为载体，与胺类防老剂反应后制得。

本发明的反应原理可如下图所示：

所述苯乙烯-GMA共聚物可选择本领域中经常使用的苯乙烯-GMA共聚物，优选具有下述结构式的苯乙烯-GMA共聚物，

其中，m＝4.3～19，n＝19～82.5。

这种结构的苯乙烯-GMA共聚物可按照本领域中常用方法制备。

选择这种结构的苯乙烯-GMA共聚物的优点在于：1.精确控制了苯乙烯和GMA的比例，使得载体中GMA的含量大约在25％左右，避免了共聚物与防老剂反应时产生的交联问题，同时也尽量增加了防老剂的负载率；2.共聚物的分子量低，只有7000左右，这样保证了防老剂在橡胶网络里具备一定的活动性。

所述胺类防老剂为带有双胺基或亚氨基官能团的防老剂，优选对氨基二苯胺(PPDA)、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺(防老剂4020)、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺(防老剂4010NA)中的至少一种。

本发明的目的之二是提供一种以苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物为载体的橡胶防老剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)粗产物制备

将苯乙烯-GMA共聚物在室温下完全溶解于溶剂中，加入胺类防老剂和催化剂，控制苯乙烯-GMA共聚物的浓度为总体的1％～5％，相对应的胺类防老剂的浓度为总体的0.5％～2.5％，相对应的催化剂的浓度为总体的0.1％～0.3％，控制反应温度为120℃～130℃，搅拌反应12～48小时，停止加热，得到粗产物；

(2)反应产物分离提纯