一種粘合抗氧劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明首先公開了一種粘合抗氧劑，是由以下重量份數(shù)的原料混合造粒制得：防老劑30～55、載體30～40、粘合劑15～30；所述的載體為白炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅灰粉、硅石粉、滑石粉以及陶土中的一種或多種；所述的粘合劑為橡膠防護(hù)蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、C5樹脂、C9樹脂、古馬隆樹脂、瀝青、松香以及焦油中的一種或多種，所述瀝青、松香的軟化點(diǎn)均為100～120℃；本發(fā)明其次公開了上述粘合抗氧的制備方法，本發(fā)明的粘合抗氧劑既可以提高橡膠制品的粘合力、流動(dòng)性，又可以提高橡膠制品的抗老化性能，從而延長產(chǎn)品的使用壽命，與現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)的粉狀抗氧劑相比，本發(fā)明的粘合抗氧劑能有效避免粉塵亂飛造成浪費(fèi)，同時(shí)降低了對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種粘合抗氧劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種粘合抗氧劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠制品在長期貯存和使用過程中，受到熱、臭氧、機(jī)械應(yīng)力、光照，以及化學(xué)物質(zhì)的侵蝕作用時(shí)會(huì)逐漸發(fā)生龜裂、發(fā)粘或者變硬發(fā)脆等現(xiàn)象，這些問題勢必造成橡膠老化，影響產(chǎn)品的使用壽命，為此現(xiàn)有技術(shù)是在制備橡膠輪胎等橡膠制品的原料中加入粘合劑、抗氧劑等，以提高橡膠的防老化性能，但是這些抗氧劑、粘合劑的功能較為單一，很難在提高橡膠的物理機(jī)械性能方面有進(jìn)一步的突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的首要目的是提供一種能同時(shí)改善橡膠的粘合性和抗氧化性的粘合抗氧劑。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種粘合抗氧劑，是由以下重量份數(shù)的原料混合造粒制得:防老劑為30~55、載體30~40、粘合劑15~30 ;所述的載體為白炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅灰粉、硅石粉、滑石粉以及陶土中的一種或多種；所述的粘合劑為橡膠防護(hù)蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、C5樹脂、C9樹脂、古馬隆樹脂、浙青、松香以及焦油中的一種或多種，所述浙青、松香的軟化點(diǎn)均為100~120°C。不同浙青、松香的軟化點(diǎn)差異較大，低至30°C，高達(dá)180°C，對于粘合抗氧劑的制備，需要選擇適宜的軟化點(diǎn)的浙青、松香作為粘合劑，過低時(shí)橡膠制品在夏季容易熔化，過高時(shí)粘合劑難以熔化與防老劑進(jìn)行混合，且制備的橡膠制品彈性低，易脆裂，采用C5樹脂、C9樹脂以及古馬隆樹脂作為制備粘合抗氧劑的粘合劑可以有效增加橡膠的硬度、彈性以及耐老化性，與天然橡膠、合成橡膠的相容性好，用于生產(chǎn)制備的橡膠管和輪胎時(shí)具有良好的增黏性、耐熱性以及耐酸堿性。
[0005]本發(fā)明的粘合抗氧劑直接應(yīng)用于天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等橡膠制品中既可以提高橡膠制品的粘合力、流動(dòng)性，又可以提高橡膠制品的抗老化性能，能顯著延長產(chǎn)品的使用壽命，與現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)的粉狀抗氧劑相比，本發(fā)明將粘合抗氧劑直接加工成顆粒狀，這樣在具體加工以及使用過程中能有效避免粘合抗氧劑粉塵亂飛造成浪費(fèi)，而且降低對工作環(huán)境的污染，為操作人員健康提供保證。
[0006]具體的方案為:所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:20的防老劑、白炭黑和C5樹脂或C9樹脂進(jìn)行混合造粒制得，采用該配方制備得到的粘合抗氧劑的防老化性能好，適用于對防老化要求高的橡膠產(chǎn)品。
[0007]優(yōu)選的，所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:20的防老劑、白炭黑和聚乙烯蠟進(jìn)行混合造粒制得。
[0008]所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:15:5的防老劑、白炭黑、橡膠防護(hù)蠟和軟化點(diǎn)為110°C的浙青進(jìn)行混合造粒制得，浙青的價(jià)格低，其作為制備粘合抗氧劑的粘合劑時(shí)可以有效降低原料成本，制備得到的橡膠制品具有良好的耐熱、耐酸堿以及耐磨性。[0009]進(jìn)一步的，所述的防老劑是由以下重量份數(shù)的原料制備得到:對氨基二苯胺80、苯磺酸3~7、二甲苯3~8、丙酮24~26，優(yōu)選的，所述的防老劑是由以下重量份數(shù)的原料制備得到:對氨基二苯胺80、苯磺酸4.8、二甲苯6、丙酮26。
[0010]本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種如上述所述的粘合抗氧劑的制備方法，包括以下步驟:
[0011]SI):向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至110~160°C ；
[0012]S2):向計(jì)量釜中緩慢投入粘合劑，在110~160°C條件下攪拌10~30min至混合均勻，得到防老劑和粘合劑的混合液；
[0013]S3):將載體投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑和粘合劑的的混合液，攪拌10~20min至混合均勻，得到粉狀混合物。
[0014]S4):通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
[0015]更為具體的方案為:所述的防老劑的制備步驟如下:
[0016]a)按上述的重量份數(shù)比準(zhǔn)備原料對氨基二苯胺、苯磺酸、二甲苯和丙酮，將對氨基二苯胺和苯磺酸投入反應(yīng)釜中，加熱至65-85°C，開啟攪拌器將熔化的混合物料攪拌混合；
[0017]b)反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至130°C，緩慢開啟油水分離器回液閥，并向油水分離器內(nèi)加入二甲苯； [0018]c)反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至240~280°C，開啟丙酮滴加閥，3_5h將丙酮滴加完畢，保溫30-50min，反應(yīng)過程中從反應(yīng)釜的氣相管出來的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入油水分離器；
[0019]d)反應(yīng)過程中定期放出油水分離器下層水相，上層油相回流至反應(yīng)釜循環(huán)反應(yīng)，觀察至無水生成時(shí)停止加熱，真空抽濾蒸出未反應(yīng)的料液即得產(chǎn)品，回收抽濾后的濾液中的二甲苯和丙酮可以再利用。
[0020]上述防老劑的制備原理在于:通過苯磺酸的催化作用，使得對氨基二苯胺和丙酮發(fā)生縮合反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物，由于縮合反應(yīng)生成的水不溶于二甲苯，因此通過二甲苯的加入可以實(shí)現(xiàn)將生成的水進(jìn)行分離。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為更清楚地說明本發(fā)明公開的技術(shù)方案，以下通過個(gè)實(shí)施例來做進(jìn)一步的說明:
[0022]實(shí)施例1:防老劑的制備
[0023]I)將800kg對氨基二苯胺和56kg苯磺酸投入反應(yīng)釜中，加熱到65°C以上至物料熔化，開啟攪拌器物料充分混合；
[0024]2)待反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至130°C時(shí)，緩慢開啟油水分離器的回液閥，并向油水分離器內(nèi)加入50kg 二甲苯，繼續(xù)加熱攪拌至反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到260°C時(shí)，開啟丙酮滴加閥將260kg丙酮通過4h滴加完畢，再保溫40min，具體的滴加速度可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)情況作調(diào)整，開始階段滴加速度較快，反應(yīng)末期滴加速度應(yīng)適當(dāng)減慢，反應(yīng)過程中從反應(yīng)釜的氣相管出來的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入油水分離器；
[0025]3)反應(yīng)過程中定期放出油水分離器下層水相，上層油相回流至反應(yīng)釜循環(huán)反應(yīng)，觀察至無水生成時(shí)停止加熱，真空抽濾蒸出未反應(yīng)的料液即得產(chǎn)品。
[0026]4)在實(shí)際生產(chǎn)過程中，一般是待丙酮滴加完畢后，當(dāng)油水分離器的下層基本無水層時(shí)，即可判定反應(yīng)結(jié)束，濾液中的二甲苯和丙酮可通過減壓蒸餾進(jìn)行分離實(shí)現(xiàn)回收。[0027]實(shí)施例2:粘合抗氧劑的制備
[0028]I)按以下重量份數(shù)稱取原料:實(shí)施例1制備的防老劑為45、白炭黑35、C9樹脂20 ；
[0029]2)向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至溫度不低于110°C，恒溫條件下向計(jì)量釜中緩慢投入C9樹脂，并攪拌30min至混合均勻，得到防老劑和C5樹脂的混合液；
[0030]3)將白炭黑投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑和C9樹脂的混合液，攪拌ISmin至混合均勻，得到粉狀混合物。
[0031]4)通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
[0032]實(shí)施例3:粘合抗氧劑的制備
[0033]I)按以下重量份數(shù)稱取原料:實(shí)施例1制備的防老劑為45、白炭黑35、聚乙烯蠟20 ；
[0034]2)向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至130°C，恒溫條件下向計(jì)量釜中緩慢投入聚乙烯蠟，并攪拌20min至混合均勻，得到防老劑和聚乙烯蠟的混合液；
[0035]3)將白炭黑投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑和聚乙烯蠟的混合液，攪拌15min至混合均勻，得到粉狀混合物。
[0036]4)通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
[0037]實(shí)施例4:粘合抗氧劑的制備
[0038]I)按以下重量份數(shù)稱取原料:實(shí)施例1制備的防老劑為45、白炭黑35、C5樹脂20 ；
[0039]2)向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至140°C，恒溫條件下向計(jì)量釜中緩慢投入C5樹月旨，并攪拌15min至混合均勻，得到防老劑和C5樹脂的混合液；
[0040]3)將白炭黑投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑和C5樹脂的混合液，攪拌15min至混合均勻，得到粉狀混合物。
[0041]4)通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
[0042]實(shí)施例5:粘合抗氧劑的制備
[0043]I)按以下重量份數(shù)稱取原料:實(shí)施例1制備的防老劑為45、白炭黑35、橡膠防護(hù)蠟15、軟化點(diǎn)為110°C的浙青5 ；
[0044]2)向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至130°C，恒溫條件下向計(jì)量釜中緩慢投入橡膠防護(hù)臘和浙青,并攪拌15min至混合均勻,得到防老劑、橡膠防護(hù)臘和浙青的混合液；
[0045]3)將白炭黑投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑、C5樹脂和浙青的混合液，攪拌12min至混合均勻，得到粉狀混合物。
[0046]4)通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
[0047]實(shí)施例6:防老劑的應(yīng)用
[0048]I)按以下重量份數(shù)稱取原料:1#煙片膠55、順丁膠45、氧化鋅3、硬脂酸1.5、促進(jìn)劑NS、防老劑3、N33炭黑50、芳烴油7、硫磺2 ；
[0049]將上述原料進(jìn)行混合均勻，裝入模具中，在151°C X30min的條件下硫化，即得產(chǎn)品。如表1中的數(shù)據(jù)所示，經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的防老劑與現(xiàn)有技術(shù)的4020防老劑的防老效果相當(dāng)，但是與現(xiàn)有技術(shù)的4020防老劑相比，本發(fā)明的防老劑無需高壓反應(yīng)制備，其合成工藝簡單，生產(chǎn)高效，安全；與現(xiàn)有技術(shù)的BLE防老劑相比，本發(fā)明制備的防老劑的防老效果更佳，且制備時(shí)間縮短3h，大大地提高了生產(chǎn)效率。[0050]表1防老劑的使用效果
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種粘合抗氧劑，是由以下重量份數(shù)的原料混合造粒制得:防老劑30~55、載體30~40、粘合劑15~30 ; 所述的載體為白炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅灰粉、硅石粉、滑石粉以及陶土中的一種或多種； 所述的粘合劑為橡膠防護(hù)蠟、微晶蠟、聚乙烯蠟、C5樹脂、C9樹脂、古馬隆樹脂、浙青、松香以及焦油中的一種或多種，所述浙青、松香的軟化點(diǎn)均為100~120°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:20的防老劑、白炭黑和C9樹脂或C5樹脂進(jìn)行混合造粒制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:20的防老劑、白炭黑和聚乙烯蠟進(jìn)行混合造粒制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的粘合抗氧劑是由重量份數(shù)比為45:35:15:5的防老劑、白炭黑、橡膠防護(hù)蠟和軟化點(diǎn)為110°C的浙青進(jìn)行混合造粒制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的防老劑是由以下重量份數(shù)的原料制備得到:對氨基二苯胺80、苯磺酸3~7、二甲苯3~8、丙酮24~26。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的防老劑是由以下重量份數(shù)的原料制備得到:對氨基二苯胺80、苯磺酸4.8、二甲苯6、丙酮26。
7.—種如權(quán)利要求6所述的粘合抗氧劑的制備方法，包括以下步驟: 51):向計(jì)量釜中投入防老劑，加熱至110~160°C； 52):向計(jì)量釜中緩慢投入粘合劑，在110~160°C條件下攪拌10~30min至混合均勻，得到防老劑和粘合劑的混合液； 53):將載體投入混合機(jī)中，然后緩慢加入防老劑和粘合劑的的混合液，攪拌10~20min至混合均勻，得到粉狀混合物。 54):通過喂料器將粉狀混合物定量送入造粒擠出機(jī)進(jìn)行造粒，即得粘合抗氧劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粘合抗氧劑，其特征在于:所述的防老劑的制備步驟如下: a)按上述的重量份數(shù)比準(zhǔn)備原料對氨基二苯胺、苯磺酸、二甲苯和丙酮，將對氨基二苯胺和苯磺酸投入反應(yīng)釜中，加熱至65-85°C，開啟攪拌器將熔化的混合物料攪拌混合； b)反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至130°C，緩慢開啟油水分離器回液閥，并向油水分離器內(nèi)加入二甲苯； c)反應(yīng)釜內(nèi)溫度加熱至240~280°C，開啟丙酮滴加閥，3-5h將丙酮滴加完畢，保溫30-50min,反應(yīng)過程中從反應(yīng)釜的氣相管出來的物料經(jīng)冷卻后進(jìn)入油水分離器； d)反應(yīng)過程中定期放出油水分離器下層水相，上層油相回流至反應(yīng)釜循環(huán)反應(yīng)，觀察至無水生成時(shí)停止加熱，真空抽濾蒸出未反應(yīng)的料液即得產(chǎn)品，回收抽濾后的濾液中的二甲苯和丙酮可以再利用。
【文檔編號】C08L45/02GK103951934SQ201410098128
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】邵進(jìn), 宋士璽, 王辰辰 申請人:安徽瑞邦橡塑助劑集團(tuán)有限公司