一种抗热氧光型防老剂的制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶防老剂的生产技术领域，具体涉及一种抗热氧光型防老剂的制备方法。本发明专利技术将稀土与维生素C钠反应形成配合物，通过蜗牛粘液和硅烷偶联剂KH‑560接枝到氧化石墨烯表面，加入自由基链抑制剂和氢过氧化物分解剂，阻止链反应的进行，达到保护橡胶的目的，氢过氧化物分解剂使橡胶分解，有利于天然橡胶不易老化，加入可膨胀石墨、硼砂和二硅化钼，石墨可以将片层膨胀，形成致密的绝热炭层，有利于天然橡胶抗老化性，邻羟基芳香化合物能通过分子内转移和高效无辐射去活，将激发能转化为热能，硼砂和二硅化钼有利于阻止氧气的侵入以及碳向外扩散，形成较好的屏蔽作用，达到抗氧化效果，使天然橡胶不易老化，具有广泛应用前景。

A preparation method of heat and oxygen light type antioxidant

【技术实现步骤摘要】
一种抗热氧光型防老剂的制备方法
本专利技术属于橡胶防老剂的生产
，具体涉及一种抗热氧光型防老剂的制备方法。
技术介绍
橡胶及其制品在长期贮存和使用过程中，由于受到热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光、高能射线的作用，以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀，会逐渐发粘、变硬发脆或龟裂，这种现象叫做老化。随着老化过程的进行和发展，橡胶及其制品性能会逐渐降低以致完全丧失使用价值。为此，需在橡胶及其制品中加入某些化学物质来提高它对上述各种破坏作用的抵抗能力，延缓或抑制老化过程，从而延长橡胶及其制品的贮存期和使用寿命，这类物质叫做防老剂。随着橡胶制品使用范围的日益扩大及使用条件的日趋苛刻，橡胶生产企业对防老剂的要求越来越高，萘胺类防老剂因在使用中对人体健康有害已经被逐步淘汰。橡胶防老剂RD[2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体（C12H15N）n，n=2～4]为较低分子量的酮胺所聚物，易溶于丙酮、苯、乙醇、四氯化碳、氯仿，可溶于汽油，微溶于石油烃溶剂，不溶于水。常暴露于日光及空气中颜色变化甚微，易燃。橡胶防老剂RD是一种酮胺类防老剂，对橡胶热氧老化有很好的防护作用，同时对金属的催化老化也有极强的抑制作用，而且对橡胶的加工性能，硫化特性及硫化胶的物理性能没有影响。毒性小，广泛适用于天然胶、丁苯胶、丁腈胶、氯丁胶、顺丁胶等多种制品中。是天然橡胶、合成橡胶、再生橡胶的通用型防老剂，广泛地用于制备各种轮胎、工业用橡胶制品及线缆等，由于色泽呈淡黄色，还可用于卫生橡胶制品中。但是，现有技术合成橡胶防老剂RD的工艺，存在产品中有效体含量低，抗热、抗老化性能差，生产三废严重，成本高等问题。因此，研制开发具有高效、健康、价廉的新型通用型防老剂将会具有广阔的市场前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前天然橡胶在高温、光照和氧气下易于老化，导致天然橡胶不能被使用的缺陷，提供了一种抗热氧光型防老剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种抗热氧光型防老剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取20～30g维生素C钠倒入45～65mL去离子水中混合搅拌，得到自制溶液1，称取16～20g氯化镧倒入35～55mL无水乙醇中混合搅拌，得到自制溶液2，将自制溶液2滴加到自制溶液1中，并在水浴中反应，得到反应液，再向反应液中加入6～8mL丙酮，继续保温反应，得到自制沉淀物；（2）将自制沉淀物倒入抽滤器中抽滤，去除滤渣，并用无水乙醇和丙酮冲洗沉淀物，最后放入烘箱中烘干，自然冷却至室温，并研磨后过100目筛，收集过筛粉末1；（3）称取16～20g氧化石墨放入20～30mL去离子水和10～12mL无水乙醇的混合液中，在超声仪中超声处理，得到氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液和蜗牛粘液混合搅拌，得到粘性氧化石墨烯分散液；（4）按重量份数计，分别称取炭黑、五硫化磷、硼砂、二氧化钼、苯并三唑和蔗糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末2，向过筛粉末2中添加氨水、柠檬酸和去离子水混合搅拌，得到自制混合涂料；（5）按重量份数计，将自制混合涂料和粘性氧化石墨烯分散液混合倒入带有过筛粉末1、可膨胀石墨和去离子水的烧杯中搅拌后，再添加防老剂4010NA和硅烷偶联剂KH-560，继续混合搅拌，自然冷却至室温，最后放入烘箱中干燥，研磨出料，即可制得抗热氧光型防老剂。步骤（1）所述的搅拌时间为10～12min，混合搅拌时间为8～10min，反应温度为28～36℃，反应时间为45～60min，继续反应时间为10～12min。步骤（2）所述的烘干温度为60～80℃，冲洗时间为20～30min，烘干时间为1～2h，研磨时间为8～10min。步骤（3）所述的超声功率为80～100W，超声处理时间为35～45min，氧化石墨烯分散液和蜗牛粘液的体积比为3：1，搅拌时间为6～8min。步骤（4）所述的按重量份数计，分别称取10～12份炭黑、4～6份五硫化磷、3～5份硼砂、2～4份二氧化钼、5～7份苯并三唑和6～8份蔗糖、2～4份氨水、1～3份柠檬酸和3～5份去离子水，研磨时间为6～8min，搅拌时间为16～20min。步骤（5）所述的按重量份数计，将20～30份自制混合涂料、8～12份粘性氧化石墨烯分散液、12～16份过筛粉末1、6～8份可膨胀石墨、7～9份去离子水、6～8份防老剂4010NA和3～5份硅烷偶联剂KH-560，搅拌温度为35～45℃，搅拌时间为5～7min，继续搅拌温度为55～75℃，继续搅拌时间为20～30min，干燥温度为65～75℃，干燥时间为20～30min。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术首先通过稀土元素与维生素C钠形成的配合物，在抑制热氧老化过程中，能够产生含羰基的氧化产物，延缓橡胶老化、提高硫化胶性能及赋予硫化胶新的功能，再通过蜗牛粘液和硅烷偶联剂KH-560将维生素C钠接枝到氧化石墨烯表面，由于氧化石墨烯片层结构中含有羧基、环氧基、羟基等极性基团，有利于天然橡胶不易老化，接着加入自由基链抑制剂和氢过氧化物分解剂，由于自由基链抑制剂分子内含-NH-或-OH自由基等含有活泼氢的基团，在外界诱导下，-NH-或-OH容易发生均裂产生H·，H·自由基可以与害自由基RO·或ROO·发生反应生成稳定物，而失去H的化合物自身转化进而稳定，从而阻止链反应的进行，达到保护橡胶的目的，另外氢过氧化物分解剂使橡胶中生成的ROOH发生分解，变成稳定物质，可有效地阻止自催化过程的发生，有利于天然橡胶延缓老化；（2）本专利技术使用可膨胀石墨、硼砂和二硅化钼，由于可膨胀石墨是天然鳞片石墨经过一系列氧化插层反应，在石墨片层间插入硝酸、硫酸等化合物，而形成的具有层间插层物的石墨，在高温条件下，插层剂受热迅速汽化，形成的气体将对石墨片层产生巨大的撑张力，而使得片层膨胀，膨胀倍数可以高达数十倍到数百倍甚至上千倍，由原来的鳞片状变成密度很低的蠕虫状，形成了致密的绝热炭层，即使高温有聚合物熔滴存在，也会流至石墨片层间，不会滴落到外界，有利于天然橡胶不易老化，以及邻羟基芳香化合物能通过分子内转移和高效无辐射去活，将激发能有效的转化为无害的热能，此外，随着热氧化程度的增大，这些紫外线吸收剂的光稳定效果会随之降低，再次有利于天然橡胶延缓老化，硼砂和二硅化钼与碳基体的热膨胀系数相近且具有较好的化学相容性，它们还应具有低透气率，有利于阻止氧气的侵入以及碳向外扩散，形成较好的屏蔽作用，起到更好的抗氧化效果，进一步提高天然橡胶的抗老化性能，具有广泛应用前景。具体实施方式称取20～30g维生素C钠倒入45～65mL去离子水中混合搅拌10～12min，得到自制溶液1，称取16～20g氯化镧倒入35～55mL无水乙醇中混合搅拌8～10min，得到自制溶液2，将自制溶液2滴加到自制溶液1中，并在28～36℃的水浴中反应45～60min，得到反应液，再向反应液中加入6～8mL丙酮，继续保温反应10～12min，得到自制沉淀物，将自制沉淀物倒入抽滤器中抽滤，去除滤渣，并用无水乙醇和丙酮冲洗沉淀物20～30min，最后放入60～80℃的烘箱中烘干1～2h，自然冷却至室温，并研磨8～10min后过100目筛，收集过筛粉末1，称取16～20g氧化石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗热氧光型防老剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取20～30g维生素C钠倒入45～65mL去离子水中混合搅拌，得到自制溶液1，称取16～20g氯化镧倒入35～55mL无水乙醇中混合搅拌，得到自制溶液2，将自制溶液2滴加到自制溶液1中，并在水浴中反应，得到反应液，再向反应液中加入6～8mL丙酮，继续保温反应，得到自制沉淀物；（2）将自制沉淀物倒入抽滤器中抽滤，去除滤渣，并用无水乙醇和丙酮冲洗沉淀物，最后放入烘箱中烘干，自然冷却至室温，并研磨后过100目筛，收集过筛粉末1；（3）称取16～20g氧化石墨放入20～30mL去离子水和10～12mL无水乙醇的混合液中，在超声仪中超声处理，得到氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液和蜗牛粘液混合搅拌，得到粘性氧化石墨烯分散液；（4）按重量份数计，分别称取炭黑、五硫化磷、硼砂、二氧化钼、苯并三唑和蔗糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末2，向过筛粉末2中添加氨水、柠檬酸和去离子水混合搅拌，得到自制混合涂料；（5）按重量份数计，将自制混合涂料和粘性氧化石墨烯分散液混合倒入带有过筛粉末1、可膨胀石墨和去离子水的烧杯中搅拌后，再添加防老剂4010NA和硅烷偶联剂KH‑560，继续混合搅拌，自然冷却至室温，最后放入烘箱中干燥，研磨出料，即可制得抗热氧光型防老剂。...

【技术特征摘要】
1.一种抗热氧光型防老剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取20～30g维生素C钠倒入45～65mL去离子水中混合搅拌，得到自制溶液1，称取16～20g氯化镧倒入35～55mL无水乙醇中混合搅拌，得到自制溶液2，将自制溶液2滴加到自制溶液1中，并在水浴中反应，得到反应液，再向反应液中加入6～8mL丙酮，继续保温反应，得到自制沉淀物；（2）将自制沉淀物倒入抽滤器中抽滤，去除滤渣，并用无水乙醇和丙酮冲洗沉淀物，最后放入烘箱中烘干，自然冷却至室温，并研磨后过100目筛，收集过筛粉末1；（3）称取16～20g氧化石墨放入20～30mL去离子水和10～12mL无水乙醇的混合液中，在超声仪中超声处理，得到氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液和蜗牛粘液混合搅拌，得到粘性氧化石墨烯分散液；（4）按重量份数计，分别称取炭黑、五硫化磷、硼砂、二氧化钼、苯并三唑和蔗糖混合研磨后过100目筛，收集过筛粉末2，向过筛粉末2中添加氨水、柠檬酸和去离子水混合搅拌，得到自制混合涂料；（5）按重量份数计，将自制混合涂料和粘性氧化石墨烯分散液混合倒入带有过筛粉末1、可膨胀石墨和去离子水的烧杯中搅拌后，再添加防老剂4010NA和硅烷偶联剂KH-560，继续混合搅拌，自然冷却至室温，最后放入烘箱中干燥，研磨出料，即可制得抗热氧光型防老剂。2.根据权利要求1所述的一种抗热氧光型防老剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的搅拌时间为10～12min，混合搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷春艳，杨立军，张淑娴，
申请(专利权)人：常州市万昌化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32