一种橡胶多功能助剂4-甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种橡胶多功能助剂4

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及橡胶多功能助剂领域，具体涉及一种橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]作为常温下具有高弹性的材料，橡胶具有其它材料所不具备的特殊弹性。随着近百年的发展，现代橡胶的合成与加工技术取得了巨大进步，相应的也总会遇到许多新问题需要解决。目前，橡胶材料主要以高性能化、功能化、自动化、绿色、节能等方面为发展方向。
[0003]用于生产制品的橡胶原料，除了基体胶料之外，还需配合其他助剂，以达到橡胶制品所需的性能要求。目前常用的橡胶助剂主要有以下几大类：硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂、补强剂和填充剂、防老剂、增塑剂等。
[0004]随着近年来的发展，橡胶材料面临着一些困境，其中最重要的是环保、能耗、污染等问题。在硫化过程中，含有仲胺基团的硫化促进剂(如次磺酰仲胺类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类促进剂等)，会与空气中或助剂中的氮氧化物在一定条件下生成稳定的具有致癌性的亚硝胺，从而在使用时对人体产生危害。对于防老剂，橡胶常用的胺类防老剂主要包括对苯二胺类和二苯胺类等，这类防老剂虽然防老化、抗臭氧，但具有污染性，会对环境产生污染。
[0005]面对橡胶带来的环保问题，有研究者把橡胶材料中需要添加的各种助剂合而为一，提出“一剂多能”的多功能助剂的概念，为橡胶助剂的多功能、高性能、绿色环保及复合化提供一种新思路。这种橡胶多功能助剂既具有单一助剂的功能(如硫化、促进、防老等)的同时，又能改善橡胶性能，具有环保、低消耗的特性。相比于目前常用的添加多种助剂各施其能，“一剂多能”的多功能橡胶助剂仅使用相同或较少的量，便可达到多种助剂单独使用的效果，从而达到减少有害助剂的使用、降低环境污染、降低加工生产时混炼操作的复杂性。因此，“一剂多能”的多功能助剂具有优异的发展前景。
[0006]多功能橡胶助剂的实现有多种方式，不仅有把现有常用促进剂与填料或载体相接，还可以通过采用促进基团与其他物质结合。不过总的来说，实现多功能橡胶助剂的思路，是把具有硫化、促进、防老作用的相关基团，均结合在一起，形成单一物质，使其同时具有多种功能。
[0007]现有技术中提到的关于二硫代氨基甲酸类橡胶促进剂的制备，性能要求比较单一，比如专利CN112062701A《一种橡胶促进剂二乙基二硫代氨基甲酸砜及其制备方法与应用》在搅拌条件下将二乙基二硫代氨基甲酸钠分散于极性小于0.2的有机溶剂中，再加入磺酰氯，搅拌反应，得到浅黄色固体A；将浅黄色固体A抽滤、洗涤、干燥、粉碎、过筛即制得所述橡胶促进剂二乙基二硫代氨基甲酸砜。该促进剂硫化促进效果优于同侧基的二硫代氨基甲酸盐类促进剂和秋兰姆类促进剂，但是其只以促进、硫化效果为目标，而达不到“一剂多能”的效果。

技术实现思路

[0008]为了克服上述技术的缺点与不足，合成新型橡胶多功能助剂，本专利技术的目的在于提供一种橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒及其制备方法与应用。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0010]一种橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)将二氧化硒与2
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巯基苯并咪唑分别溶于无水乙醇中，然后在加热与搅拌下，将二氧化硒的乙醇溶液滴加于2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液中，持续反应，得到固体沉淀；将其抽滤、洗涤、干燥即制得中间配体巯苯咪唑硒；
[0012](2)在碱性介质中，将巯苯咪唑硒经硫胺甲酰化后与哌啶配体氧化偶联，加入碘化钾溶液持续反应，然后将其抽滤并用水过滤洗涤至无碱，真空干燥，得到4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒。
[0013]进一步地，步骤(1)所述二氧化硒的来源为纯度为99wt％的市售二氧化硒；步骤(1)所述2
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巯基苯并咪唑的来源为纯度为97
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98wt％的市售2
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巯基苯并咪唑。
[0014]进一步地，步骤(1)所述二氧化硒与2
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巯基苯并咪唑的摩尔比为1:(4.0
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4.2)。
[0015]进一步地，步骤(1)所述二氧化硒的乙醇溶液浓度为0.02g/mL～0.04g/mL；步骤(1)所述2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液浓度为0.035g/mL～0.055g/mL。
[0016]进一步地，步骤(1)所述二氧化硒的乙醇溶液与2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液的体积比为1:(4.0
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4.2)。
[0017]进一步地，步骤(1)所述持续反应为在加热温度50～60℃，搅拌速率450
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500rpm的条件下反应1
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3h。
[0018]进一步地，步骤(2)所述哌啶配体包括哌啶、4
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甲基哌啶、4
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羟基哌啶中的一种以上。
[0019]进一步地，步骤(2)所述巯苯咪唑硒经硫胺甲酰化的步骤为：取巯苯咪唑硒和乙醇于三颈烧瓶中，向其中加入含有烧碱的乙醇
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水混合物作为巯苯咪唑硒配体的溶液，在室温下搅拌，必要时抽滤以获得澄清溶液，然后将溶液冷却至0℃，并向其中添加二硫化碳，继续搅拌25min～35min以使二硫代氨基甲酸盐溶液成熟。
[0020]进一步地，步骤(2)所述氧化偶联的温度为15℃～25℃，时间为15min～25min。
[0021]进一步地，步骤(2)所述持续反应为在加热温度20～50℃、搅拌速率450
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500rpm的条件下反应1～3h。
[0022]本专利技术提供一种由上述的制备方法制得的橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒。
[0023]本专利技术通过将具有硫化、促进、防老作用的相关基团，均结合在一起，合成了单一物质，使其同时具有多种功能。并且相关基团互不影响其性能，实现了1+1＞2的效果。
[0024]本专利技术提供的橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒系丁苯橡胶用硫化促进剂，亦为丁苯橡胶用防老剂。作为优选，其包括以下重量份的组分：丁苯橡胶100份，炭黑N
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550 50份，氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺2份，橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒1份。其性能优于常用硫化促进剂M(苯并噻唑)、NS(N
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叔丁基
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苯并噻唑次磺酰胺)、ZDC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)，而且其生产过程中不会产生废气，
不会用到有毒气体、剧毒物或致癌物等危险化学原料。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将二氧化硒与2
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巯基苯并咪唑分别溶于无水乙醇中，然后在加热与搅拌下，将二氧化硒的乙醇溶液滴加于2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液中，持续反应，得到固体沉淀；将其抽滤、洗涤、干燥即制得中间配体巯苯咪唑硒；(2)在碱性介质中，将巯苯咪唑硒经硫胺甲酰化后与哌啶配体氧化偶联，加入碘化钾溶液持续反应，然后将其抽滤并用水过滤洗涤至无碱，真空干燥，得到4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒。2.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二氧化硒与2
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巯基苯并咪唑的摩尔比为1:(4.0
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4.2)。3.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二氧化硒的乙醇溶液浓度为0.02g/mL～0.04g/mL；步骤(1)所述2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液浓度为0.035g/mL～0.055g/mL；步骤(1)所述二氧化硒的乙醇溶液与2
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巯基苯并咪唑的乙醇溶液的体积比为1:(4.0
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4.2)。4.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂4
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甲基哌啶基二硫代氨基甲酸巯苯咪唑硒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述持续反应为在加热温度50～60℃、搅拌速率450

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立新，马建恒，顾家图，谭德智，李雨琦，
申请(专利权)人：华南协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：