一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，具体为一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法。所述抗氧化剂包括以下重量组分：10

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶领域，具体为一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶是一种重要的工程材料，具有优异的弹性、耐磨、耐老化、耐腐蚀等特性，在汽车、航空航天、建筑、医疗等领域得到广泛应用。然而，橡胶在长时间使用过程中容易受到氧化的影响，导致性能下降、破裂、老化等问题。
[0003]氧化是指橡胶与氧气发生反应，导致橡胶分子链的断裂和交联断裂，使得橡胶材料的力学性能和物理性能降低。特别是在高温环境下，氧化反应速度更加迅速。因此，为了延长橡胶的使用寿命和提高橡胶制品的质量稳定性，抗氧化剂的应用具有重要意义。抗氧化剂是一类能够与橡胶中的自由基发生反应，以稳定橡胶的化学结构，延缓氧化反应的化合物。常见的抗氧化剂有酚类、胺类、硫醇类等。抗氧化剂通过拦截自由基、稳定氧化反应等方式来提高橡胶的抗氧化性能。
[0004]随着科学技术的不断发展，橡胶抗氧化剂的研究也取得了显著的进展。目前，研究人员通过不断改进抗氧化剂的化学结构、提高抗氧化剂的热稳定性、环境友好性等方面，实现了橡胶抗氧化剂的长效性、低毒性、高效性。通常，芳香胺类抗氧化剂是小分子化合物，易迁移、易挥发，所以长期防护效果较差，同时还会对环境造成污染。负载型抗氧化剂是一种解决芳香胺类抗氧化剂存在问题的方法。负载型抗氧化剂采用在填料表面接枝小分子抗氧化剂的方式，这种化学键合不仅能解决小分子抗氧化剂易迁移、易挥发的问题，还能改善填料在橡胶基体中的分散性和与橡胶基体的相容性，从而有效提升橡胶复合材料的综合性能。
[0005]因此，我们提出一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种橡胶用抗氧化剂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种橡胶用抗氧化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一：将复合物、亚磷酸三
‑
(2，4
‑
二
‑
叔丁基苯基)酯、二甲基亚砜混合均匀；所述复合物包括组分：含氨基化合物、3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和载体，载体为壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料；
[0010]步骤二：加入白炭黑、乙烯基三乙氧基硅烷、2
‑
壬基二硫化氨、4，4
’‑
二甲基二苯酚升温至70
‑
80℃，搅拌10
‑
20min；
[0011]步骤三：取出切粒，制得抗氧化剂。
[0012]在上述技术方案中，通过采用复合物、亚磷酸三
‑
(2，4
‑
二
‑
叔丁基苯基)酯复配使用，可以增强抗氧化剂的抗氧化性能；二甲基亚砜作为一种溶剂，可以使他们更好地混合；
白炭黑作为抗氧剂的填料，有利于抗氧化剂在橡胶的混炼过程中分散均匀；乙烯基三乙氧基硅烷可以增强有机物与无机物之间的结合，提高填料的分数性能；通过采用2
‑
壬基二硫化氨、4，4
’‑
二甲基二苯酚互相协同配合，有利于增强抗氧化剂的抗氧化性能，进一步阻止或减缓橡胶的氧化反应。
[0013]进一步的，所述抗氧化剂包括以下重量组分：
[0014]10
‑
20份复合物、5
‑
15份亚磷酸三
‑
(2，4
‑
二
‑
叔丁基苯基)酯、3
‑
5份二甲基亚砜、10
‑
20份白炭黑、1
‑
2份乙烯基三乙氧基硅烷、1
‑
2份2
‑
壬基二硫化氨、3
‑
5份4，4
’‑
二甲基二苯酚。
[0015]进一步的，所述复合物的制备步骤如下：
[0016]步骤(1)：将二苯胺加热至60
‑
70℃融化，加入无水氯化铝，搅拌30
‑
60min，升温至140
‑
160℃，滴加4
‑
氨基苯甲酸烯丙酯，3
‑
4h滴完，继续反应2
‑
4h，经萃取、水洗、重结晶处理，进一步减压蒸馏，制得含氨基化合物；
[0017]步骤(2)：在氮气保护下，将含氨基化合物和甲苯混合均匀，加入3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，升温至50
‑
70℃，反应3
‑
5h，经旋转蒸发，制得化合物A；
[0018]步骤(3)：将壳聚糖和醋酸溶液混合均匀，经过滤，制得壳聚糖溶液；加入磷酸钠溶液，调节pH值为3
‑
5，加入正硅酸四乙酯，于50
‑
60℃下搅拌反应10
‑
12h，经洗涤、干燥后，制得壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料；再加入S2制得的化合物A和乙醇的混合溶液，反应12
‑
14h，经洗涤、干燥后，制得复合物。
[0019]在上述技术方案中，以二苯胺为原料，在无水氯化铝的催化作用下，与4
‑
氨基苯甲酸烯丙酯的碳碳双键进行反应，合成含有氨基的化合物；壳聚糖溶液与磷酸溶液混合，形成高分子网络结构，以正硅酸四乙酯作为硅前驱体，分散在壳聚糖高分子网络间的正硅酸四乙酯经水解、脱水缩合，形成的二氧化硅胶体粒子与壳聚糖之间通过氢键以及化学键相互结合，制得壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料，其单个粒子是以壳聚糖为外壳，以二氧化硅为内核的球状有机
‑
无机杂化粒子；以3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷作为桥接剂，以壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料为载体，通过原位改性将含氨基化合物以化学键合的方式接枝在壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料的表面上，得到负载型复合物。
[0020]进一步的，所述步骤(1)中二苯胺和无水氯化铝催化剂的质量比为1：(0.3
‑
0.5)。
[0021]进一步的，所述步骤(1)中二苯胺和4
‑
氨基苯甲酸烯丙酯的质量比为1：(1.2
‑
1.5)。
[0022]进一步的，所述步骤(2)中含氨基化合物和甲苯的质量比为1：(10
‑
12)。
[0023]进一步的，所述步骤(2)中含氨基化合物和3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.9
‑
1.2)。
[0024]进一步的，所述步骤(2)中二月桂酸二丁基锡的用量为含氨基化合物质量的2
‑
5％。
[0025]进一步的，所述步骤(3)中壳聚糖溶液浓度为5
‑
7g/L，磷酸钠溶液浓度为0.5
‑
1.0mol/L。
[0026]进一步的，所述步骤(3)中壳聚糖和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶用抗氧化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将复合物、亚磷酸三
‑
(2，4
‑
二
‑
叔丁基苯基)酯、二甲基亚砜混合均匀；所述复合物包括组分：含氨基化合物、3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和载体，载体为壳聚糖/纳米二氧化硅杂化材料；步骤二：加入白炭黑、乙烯基三乙氧基硅烷、2
‑
壬基二硫化氨、4，4
’‑
二甲基二苯酚升温至70
‑
80℃，搅拌10
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20min；步骤三：取出切粒，制得抗氧化剂。2.根据权利要求1所述的一种橡胶用抗氧化剂的制备方法，其特征在于：所述抗氧化剂包括以下重量组分：10
‑
20份复合物、5
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15份亚磷酸三
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(2，4
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二
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叔丁基苯基)酯、3
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5份二甲基亚砜、10
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20份白炭黑、1
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2份乙烯基三乙氧基硅烷、1
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2份2
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壬基二硫化氨、3
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5份4，4
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二甲基二苯酚。3.根据权利要求1所述的一种橡胶用抗氧化剂的制备方法，其特征在于：所述复合物的制备步骤如下：步骤(1)：将二苯胺加热至60
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70℃融化，加入无水氯化铝，搅拌30
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60min，升温至140
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160℃，滴加4
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氨基苯甲酸烯丙酯，3
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4h滴完，继续反应2
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4h，经萃取、水洗、重结晶处理，进一步减压蒸馏，制得含氨基化合物；步骤(2)：在氮气保护下，将含氨基化合物和甲苯混合均匀，加入3
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异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，升温至50
‑
70℃，反应3
‑
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨镇豪，
申请(专利权)人：江苏驰硕新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：