一种复合橡胶防老剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复合橡胶防老剂，属于防老剂制备技术领域，以解决小分子防老剂容易从基体内部迁移富集到橡胶表面，降低防老效果。该复合橡胶防老剂，包括如下重量份的原料：对氨基苯磺酸10.2

【技术实现步骤摘要】
一种复合橡胶防老剂及其制备工艺


[0001]本专利技术属于防老剂制备
，涉及一种复合橡胶防老剂及其制备工艺。

技术介绍

[0002]橡胶制品在长期使用过程中，会在外界因素的破坏下发生老化现象，导致橡胶褪色、硬化、龟裂和力学性能下降的现象，并逐渐失去使用价值。为了延长橡胶的使用寿命，通常会加入一些物质来延缓橡胶的老化过程，从而延长橡胶制品的储存期和使用寿命，这种物质就被称为防老剂。防老剂按照其结构来划分，可分为：胺类、酚类、硫脲类、亚磷酸酯类和其他类，其中胺类与酚类防老剂应用范围最为广泛，其主要功能是与老化过程中产生的自由基反应以中断链反应进程、改善因应力导致的橡胶结构变化或屏蔽光线使之不能进入橡胶内部从而保护橡胶。
[0003]参考中国专利CN109956875A公开的一种对苯二胺类橡胶防老剂，由对苯二胺和对枯基苯酚为原料，三氯化铁为催化剂，经过缩合反应制得，其不仅具有对苯二胺类橡胶防老剂良好的防老化性能，而且还因其与橡胶材料的相容性能优异，在炼胶的过程中容易均匀地分布在橡胶材料中，并保持稳定的状态，但是由于该对苯二胺类橡胶防老剂为小分子防老剂，由于体积较小，运动能力强，易挥发，在浓度较高时或者在有机试剂作用下，防老剂容易在橡胶材料使用过程中从基体材料内部迁移富集到橡胶制品表面，降低防老效果，还会扩散至周围环境，对环境造成污染，因此开发一种耐迁移、相容性俱佳的复合橡胶防老剂是业界需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合橡胶防老剂及其制备工艺。
[0005]本专利技术要解决的技术问题：由于小分子防老剂，容易在橡胶材料使用过程中从基体材料内部迁移富集到橡胶制品表面，降低防老效果，还会扩散至周围环境，对环境造成污染，因此开发一种耐迁移、相容性俱佳的复合橡胶防老剂是业界需要解决的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种复合橡胶防老剂，包括如下重量份的原料：
[0008]对氨基苯磺酸10.2
‑
15.3份、对苯二胺17.3
‑
26份、过硫酸铵23.5
‑
35.2份、稀土盐溶液7.3
‑
7.8份、改性单体12.2
‑
18.4份、无水四氢呋喃8.5
‑
9.3份；
[0009]该复合橡胶防老剂由如下步骤制成：
[0010]步骤A1，向对氨基苯磺酸中加入对苯二胺，研磨30
‑
50min后，向其中加入过硫酸铵，继续研磨至混合物呈土黄色，加入去离子水，于220
‑
250rpm速率下搅拌16
‑
20h，减压过滤，用质量分数65％的乙醇溶液洗涤2
‑
3次后，再置于70
‑
80℃干燥箱中干燥至恒重，得到中间体1；
[0011]反应过程如下：
[0012][0013]步骤A2，将中间体1溶于去离子水中，滴加质量分数45％的氢氧化钠溶液至pH＝10.2
‑
10.7，然后在80℃条件下水浴搅拌30
‑
40min后加入稀土盐溶液继续搅拌8
‑
10h，将所得产物经质量分数65％的乙醇溶液洗涤1
‑
2次后，再置于70
‑
80℃干燥箱中干燥2
‑
3h，得到中间体2；
[0014]反应过程如下：
[0015][0016]步骤A3，向三口烧瓶中依次加入中间体2、改性单体、无水四氢呋喃，在氮气保护和120℃油浴下反应5
‑
6h，过滤，洗涤，合并滤液，常压下蒸出溶剂，减压收集，得到复合橡胶防老剂。
[0017]反应过程如下：
[0018][0019]其中改性单体由如下步骤制得：
[0020]步骤S1，将钛酸四丁酯、无水乙醇加入烧杯中搅拌均匀，作为前驱体，向烧瓶中加入质量分数65％的乙醇溶液，滴加质量分数25％的盐酸溶液调节pH至5.2
‑
5.4制得介质溶液，将前驱体滴加到介质溶液中，在1h内滴加完成，然后在250
‑
300rpm的速率、30
‑
35℃的温度下搅拌18
‑
22h，制得混合液a；
[0021]步骤S2，向混合液a中逐滴滴加KH
‑
560，以250
‑
300rpm的速率搅拌30
‑
40min后，控制温度在52
‑
56℃搅拌12h，再滴入质量分数25％的盐酸溶液调节pH至6
‑
7，得到改性单体。
[0022]反应过程如下：
[0023][0024]进一步，步骤A1所述去离子水的用量为对氨基苯磺酸质量的15.5
‑
18.4倍。
[0025]进一步，步骤A2所述去离子水的用量为中间体1质量的10.1
‑
11.4倍，稀土盐溶液的浓度为0.5mol/L，稀土盐溶液为氯化稀土、硝酸稀土、硫酸稀土中的任意一种。
[0026]进一步，步骤S1所述钛酸四丁酯、无水乙醇、乙醇溶液的用量比为15.2
‑
17.3g：12.4
‑
15.3g：8.6
‑
9.2g。
[0027]进一步，步骤S2所述混合液a、KH
‑
560的质量比为8
‑
10:1。
[0028]本专利技术的有益效果：本专利技术的目的在于提供一种复合橡胶防老剂及其制备工艺，由于老化反应过程是一系列的自由基链式氧化反应，可知消耗和抑制自由基和过氧化氢的产生是防护的关键点，尤其需要避免过氧化自由基的生成，以对苯二胺为基础原料合成反应型防老剂，首先对苯二胺与对氨基苯磺酸发生反应的同时分子内成环生成中间体1，中间体1在碱性条件下与稀土发生配位反应，由于稀土离子具有高效、环保低毒和特殊功能化应用，且易与N、O、S等原子中的孤对电子配合的特性，将其与苯磺酸基团结合制得含稀土离子的中间体2，中间体2与含有硅烷偶联剂的改性单体反应，环氧基开环与氨基结合形成超长分子链，改性单体为钛酸四丁酯与硅烷偶联剂KH
‑
560经水解结合在一起的多羟基疏水链，其中，未反应的氨基起到捕捉自由基和湮灭自由基的作用，从而达到阻止或抑制链引发和链增长反应的目的，还可以分解过氧化氢，发生链终止反应，发挥抗老化作用。
[0029]除此之外，该防老剂对热和氧两种因素共同作用的老化现象具有显著防御效果，接枝的改性单体中含有
‑
Si
‑
O
‑
键，使基材具备热稳定性，其次，缓解和阻止橡胶光老化的发生，阻止橡胶紫外光老化过程中的引发阶段是关键，添加光稳定剂来提高橡胶制品的光稳定性，Ti
‑
O基团可作为无机紫外线反射剂，光线能透过其表面，对中波区的紫外线的吸收增强，从而起到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合橡胶防老剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：对氨基苯磺酸10.2
‑
15.3份、对苯二胺17.3
‑
26份、过硫酸铵23.5
‑
35.2份、稀土盐溶液7.3
‑
7.8份、改性单体12.2
‑
18.4份、无水四氢呋喃8.5
‑
9.3份；该复合橡胶防老剂由如下步骤制成：步骤A1，向对氨基苯磺酸中加入对苯二胺，研磨后，向其中加入过硫酸铵，继续研磨至混合物呈土黄色，加入去离子水，搅拌16
‑
20h，减压过滤，洗涤、干燥后，得到中间体1；步骤A2，将中间体1溶于去离子水中，滴加氢氧化钠溶液至pH=10.2
‑
10.7，然后在80℃下搅拌均匀后加入稀土盐溶液继续搅拌8
‑
10h，将所得产物经洗涤、干燥，得到中间体2；步骤A3，将中间体2、改性单体、无水四氢呋喃混合，在氮气保护和120℃油浴下反应5
‑
6h，过滤，洗涤，合并滤液，常压下蒸出溶剂，减压收集，得到复合橡胶防老剂。2.根据权利要求1所述的一种复合橡胶防老剂，其特征在于：步骤A1所述去离子水的用量为对氨基苯磺酸质量的15.5
‑
18.4倍。3.根据权利要求1所述的一种复合橡胶防老剂，其特征在于：步骤A2所述去离子水的用量为中间体1质量的10.1
‑
11.4倍，稀土盐溶液的浓度为0.5mol/L，稀土盐溶液为氯化稀土、硝酸稀土、硫酸稀土中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种复合橡胶防老剂，其特征在于：所述改性单体由如下步骤制得：步骤S1，将钛酸四丁酯、无水乙醇搅拌均匀作为前驱体，向...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：于晓燕，
类型：发明
国别省市：