一种橡胶多功能助剂多氮唑硒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及橡胶多功能助剂领域，具体公开了一种橡胶多功能助剂多氮唑硒及其制备方法与应用。该方法包括：将二氧化硒与多氮唑配体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多氮唑的乙醇溶液中，持续反应，得到固体沉淀；将其抽滤、洗涤、干燥即制得所述橡胶多功能助剂多氮唑硒。本发明专利技术制备的多氮唑硒橡胶多功能助剂能够显著提高材料的抗热氧老化性能，能够长时间稳定发挥防老效果，并且具有减少其它助剂使用量的优势，同时本发明专利技术的制备方法环保无污染，成本低，产率高。率高。率高。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶多功能助剂多氮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多氮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]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》在搅拌状态下将二乙基二硫代氨基甲酸钠分散于有机溶剂中，加入磺酰氯，得到混合液，搅拌处理，抽滤取滤渣，洗涤，干燥，粉碎，过筛，得到所述橡胶促进剂二乙基二硫代氨基甲酸砜，虽然其物质为新型促进剂，但是其合成方法较为复杂，采用的有机溶剂具有一定的危害性，并且反应温度属于低温，不易控制。

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多氮唑硒及其制备方法与应用。
[0009]本专利技术通过合成具体的新型硒为中心的配合物，借助实验研究及数据分析手段，应用于丁苯橡胶中，从而成功合成出以硒为中心的橡胶多功能助剂，并且其具有优于常用橡胶助剂单独分开添加的效果，进而论证以硒为中心的配合物能用作橡胶多功能助剂的可行性。
[0010]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0011]一种橡胶多功能助剂多氮唑硒的制备方法，包括以下步骤：
[0012]将二氧化硒与多氮唑配体分别溶于无水乙醇中，然后在加热与搅拌条件下，将二氧化硒的乙醇溶液滴加于多氮唑配体的乙醇溶液中，持续反应，得到固体沉淀，将其抽滤、洗涤、干燥即制得所述橡胶多功能助剂多氮唑硒。
[0013]进一步地，所述二氧化硒的来源为纯度为99wt％的市售二氧化硒，所述多氮唑配体的来源为纯度为97
‑
98wt％的市售多氮唑配体。
[0014]进一步地，所述二氧化硒与多氮唑配体的摩尔比为1:(4.0
‑
4.2)。
[0015]进一步地，所述多氮唑配体包括但不限于：3
‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑、5
‑
巯基
‑1‑
甲基四氮唑、5
‑
巯基
‑1‑
苯基四氮唑等。
[0016]进一步地，所述加热条件的温度为45
‑
50℃，搅拌条件的搅拌速率为500
‑
600rpm。
[0017]进一步地，所述二氧化硒的乙醇溶液浓度为0.020
‑
0.024g/mL。
[0018]进一步地，所述多氮唑配体的乙醇溶液浓度为0.076
‑
0.128g/mL。
[0019]进一步地，所述二氧化硒的乙醇溶液与多氮唑配体的乙醇溶液的体积比为1:(1
‑
1.2)。
[0020]进一步地，所述持续反应为在加热温度45
‑
50℃、搅拌速率500
‑
600rpm的条件下反应5
‑
6h。
[0021]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多氮唑硒。
[0022]本专利技术的研究思路是合成全新的具有一定硫化促进与抗热氧老化作用的多功能橡胶助剂，以正四价硒离子为中心，与多氮唑硒配体，进行配合，由此合成新型橡胶多功能助剂，并应用于丁苯橡胶中，测试其硫化及防老性能，从而确定实现橡胶助剂的功能化。
[0023]本专利技术采用一步合成法，利用巯基与氧化物的脱水缩合反应，在加热及搅拌的环境下，将正四价硒离子与多氮唑配体结合在一起，成功合成出橡胶多功能助剂多氮唑硒。本专利技术选用硒离子为中心，是因为目前有实验已证明硒有参与硫化交联、进入交联网络的作用，同时硒的氧化物(即二氧化硒)价格便宜，获取方便，能够较为容易连接多氮唑配体。本专利技术选用多氮唑硒作配体，是因为其含有硫化促进的结构(即
“‑
N＝C
‑
S
‑”
)以及含有防老作用的N原子，存在同时具有硫化促进作用及抗热氧老化作用的理论基础。
[0024]本专利技术提供的橡胶多功能助剂多氮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，N550炭黑50份，氧化锌5份，硬脂酸1份，硫磺1份，橡胶多功能助剂多氮唑硒2份。其性能优于常用硫化促进剂M(苯并噻唑)，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，本专利技术具有如下优点和有益效果：
[0026](1)本专利技术提供的制备方法，以无水乙醇作为溶剂，反应结束后可回收利用，选用
的多氮唑配体无毒性，且反应过程副产物仅有水的产生，环保无污染。
[0027](2)本专利技术采用有机溶剂，利用巯基与氧化物的脱水缩合反应，通过一锅法合成出产品，操作简单，反应环境及条件温和，最终产物的产率较高。
[0028](3)本专利技术制备的多氮唑硒作为橡胶助剂的硫化促进效果要好于现有常用硫化促进剂M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多氮唑硒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二氧化硒与多氮唑配体分别溶于无水乙醇中，然后在加热与搅拌条件下，将二氧化硒的乙醇溶液滴加于多氮唑配体的乙醇溶液中，持续反应，得到固体沉淀，将其抽滤、洗涤、干燥即制得所述橡胶多功能助剂多氮唑硒。2.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂多氮唑硒的制备方法，其特征在于，所述二氧化硒与多氮唑配体的摩尔比为1:(4.0
‑
4.2)。3.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂多氮唑硒的制备方法，其特征在于，所述多氮唑配体包括3
‑
巯基
‑
1,2,4
‑
三氮唑、5
‑
巯基
‑1‑
甲基四氮唑、5
‑
巯基
‑1‑
苯基四氮唑中的一种以上。4.根据权利要求1所述的橡胶多功能助剂多氮唑硒的制备方法，其特征在于，所述加热条件的温度为45
‑
50℃，搅拌条件的搅拌速率为50...

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