[发明专利]一种稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶及其制备方法

说明书

一种稀土‑过渡金属橡胶硫化促进剂母胶及其制备方法，属于橡胶助剂制备领域。由促进剂与抗氧剂、丁苯橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸复合制备得到，其中促进剂为二硫代氨基甲酸稀土‑过渡金属配合物。本发明制备工艺为首先在开炼机上将丁苯橡胶包于双辊进行塑炼，塑炼时间为1‑10min，然后依次加入抗氧剂、促进剂、氧化锌、硬脂酸进行混合，混合温度设置为25‑90℃，共混时间1‑30min，然后再加入硫磺，混合1‑30min，薄通下片，获得最终的稀土‑过渡金属橡胶硫化促进剂母胶。本发明制备工艺简单，加工方便，所制备得到的稀土‑过渡金属橡胶硫化促进剂母胶对天然橡胶具有高效硫化促进效果。

技术领域

本发明涉及一种稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶及其制备方法，特别是涉及一种用于天然橡胶的稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶及其制备方法，属于橡胶助剂制备领域。

背景技术

二硫代氨基甲酸盐是一种常用的超速橡胶促进剂，但在实际应用时，单独使用会存在门尼焦烧时间短，加工安全性差的问题。发明人在专利CN104725432A中公开了一种二乙基二硫代氨基甲酸基稀土-过渡金属双金属配合物硫化促进剂的制备方法，这种具有双金属核的硫化促进剂可降低氧化锌、硬脂酸传统活化体系的用量，并且在丁苯橡胶中表现出较高的促进效率，不过继续将该促进剂在天然橡胶中使用时常常会出现促进剂失活，硫化效率差，硫化胶交联密度低，物理机械性能差。

发明内容

本发明提出了一种用于提高天然橡胶硫化促进效率的稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶，其在天然橡胶基体中使用时，在实现降低氧化锌用量的同时还提高硫化交联的效率。

本发明所述的一种稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶，由促进剂与防老剂、丁苯橡胶、硫磺、氧化锌、硬脂酸复合制备得到。按重量份数计，其组成和重量份数为：

作为优选，所述的促进剂包括二甲基二硫代氨基甲酸稀土-过渡金属配合物、二乙基二硫代氨基甲酸稀土-过渡金属配合物、二丁基二硫代氨基甲酸稀土-过渡金属配合物、二苄基二硫代氨基甲酸稀土-过渡金属配合物；所用稀土元素为除钷外的14种镧系元素；所用过渡金属为钴、镍、铜、锌中的一种。

所述的防老剂为本行业通用配方中的防老剂，如防老剂包括N-苯基-N^’-环己基对苯二胺(防老剂4010)、N-苯基-N^’-异丙基-对苯二胺(防老剂4010NA)、对苯二酚二苄醚(防老剂DBH)。

上述稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶的制备方法如下：

在开炼机上将丁苯橡胶包于双辊进行塑炼，塑炼时间为1-10min，然后依次加入防老剂、促进剂、氧化锌、硬脂酸进行混合，混合温度设置为25-90℃，共混时间1-30min，然后再加入硫磺，混合1-30min，薄通下片，获得最终的稀土-过渡金属橡胶硫化促进剂母胶。

本发明所涉及的硫化促进效率原理如下：

稀土-过渡金属促进剂在丁苯橡胶中作为促进剂使用时，在硫化温度下，硫磺与橡胶反应生成多硫硫醇，促进剂中由于存在吸电子能力不同的两种金属配位中心离子，同单金属配合物相比，配位中心结构不对称、不规整，使金属-硫磺键张力增大，从而降低了其键能，导致在高温下更容易打开并与硫醇反应；促进剂中含有两种活性配位中心，降低了硫化反应的反应活化能，由其与丁苯橡胶引发的活性硫化剂活性更强，进一步可以与天然橡胶大分子链作用使其发生交联反应，形成交联网络，达到硫化的目的。丁苯橡胶和促进剂、防老剂、氧化锌、硬脂酸、硫磺提前预混形成的母胶加入到天然橡胶后，主要以分散相形式存在。在混炼胶硫化过程中，分散相颗粒内的稀土-过渡金属促进剂与硫化剂如硫化剂S₈作用形成活性硫化交联点，再进一步引发天然橡胶基体参与交联反应，因此实现了促进天然橡胶硫化的目的。

具体实施方式