[发明专利]一种橡胶抗硫化返原剂1;3-双马来酰亚胺正丙烷及其合成方法

说明书

本发明提供了一种橡胶抗硫化返原剂1,3‑双马来酰亚胺正丙烷及其合成方法，包括如下步骤：步骤1：将1,3‑丙二胺与溶剂乙酸共同加入反应釜中，并另取乙酸溶解马来酸酐，搅拌状态下缓慢滴加马来酸酐溶液，并进行保温反应；步骤2：保温反应结束后，向反应釜中加入催化剂，脱水剂，进行酰化反应；步骤3：酰化反应结束后，将反应物离心，过滤；滤饼洗涤烘干得到本发明产品。本发明中采用相对便宜的1,3‑丙二胺为反应底物，节约了生产成本；并以乙酸为溶剂，乙酸酐脱水后的产物也为乙酸，可以直接通过离心的方法将反应溶剂收集，滤液可以不经处理直接应用到下次合成中，还避免了物料的浪费以及大量废水的产生。

技术领域

本发明属于橡胶助剂合成技术领域，具体属于一种橡胶抗硫化返原剂1,3-双马来酰亚胺正丙烷的合成方法。

背景技术

多硫键交联所制备的橡胶制品具有良好的耐疲劳性和抗撕裂性能，但在其使用过程中多硫键受热易发生不可逆热分解和重排，使得交联密度下降，交联键类型分布发生变化，主键改变，即硫化返原现象。硫化返原现象会导致硫化胶物理性能下降，弹性模量减小，粘性模量增大，严重破坏胶料的动态性能。通过使用有效的硫化体系(单硫或双硫)可以抑制橡胶的硫化返原现象，但同时会使耐疲劳性和抗撕裂性能下降。

目前橡胶中应用的抗硫化返原剂主要为PK-900,HVA-2等，这两者的缺点是有着较高的生产成本，主要原因是这二者的中间结构分别为间苯二甲胺、间苯二胺。另外通过抗硫化返原剂发挥其抗硫化返原作用的原理可知，其在橡胶热降解过程中通过马来酰亚胺上的双键与橡胶上的碳链发生D-A反应，实现碳碳键的交联，从而达到抗硫化返原的目的，这意味着这类抗硫化返原剂发挥其抗硫化返原功能的官能团为马来酰亚胺基团上缺电子的双键结构。

现有技术中的抗硫化返原剂是生产过程中，大多数是溶剂不能回收利用，即使是有能够回收利用溶剂的生产过程，但是其溶剂回收过程相对复杂，所以，现有技术中的抗硫化返原剂生产工艺还没有达到绿色合成工艺要求。

因此，开发不影响橡胶性能以及低成本的抗硫化返原剂是本领域科研人员的主要研究方向。

发明内容

本发明提供了一种橡胶抗硫化返原剂1,3-双马来酰亚胺正丙烷的合成方法，以达到不影响橡胶性能，且原料成本低，溶剂可回收重复利用，生产工艺简单，收率高目的。

一种橡胶抗硫化返原剂1,3-双马来酰亚胺正丙烷，其特征在于，其结构式为：

一种橡胶抗硫化返原剂1,3-双马来酰亚胺正丙烷的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将1,3-丙二胺与溶剂乙酸共同加入反应釜中，并另取乙酸溶解马来酸酐，搅拌状态下缓慢滴加马来酸酐溶液，并进行保温反应；投料时，1,3-丙二胺和马来酸酐的摩尔比为1:2.05-2.20，其反应式如下：

步骤2：保温反应结束后，向反应釜中加入催化剂，脱水剂，进行酰化反应；

步骤3：酰化反应结束后，将反应物离心，过滤；滤饼洗涤烘干得到本发明的1,3-双马来酰亚胺正丙烷。

优选地，所述的步骤1中，马来酸酐的滴加时间为0.5-2h。

优选地，所述的步骤1中，保温反应温度为20-40℃，反应时间为2-4h。

优选地，所述的步骤2中，催化剂为醋酸钠或醋酸镍，其用量按摩尔比计算：n(1,3-丙二胺)：n(催化剂)＝1:0.1-0.3。

优选地，所述的步骤2中，脱水剂为乙酸酐，其用量按摩尔比计算：n(1,3-丙二胺)：n(乙酸酐)＝1:2.0-2.2；所发生的酰化反应反应式如下：