專利名稱：環(huán)狀芳香雙硫醚作為丁腈橡膠硫化劑的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以環(huán)狀芳香雙硫醚作為硫化劑硫化丁腈橡膠的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
材料是科技革命的先導(dǎo)，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)革命離不開(kāi)高性能的橡膠、塑料等制品。橡膠制品的高性能通常包括高力學(xué)性能、高耐熱/耐寒性能、高電學(xué)性能、高效加工性能和高環(huán)保性能等幾個(gè)方面。橡膠制品高性能的獲得，除了制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最佳化外，選用高新材料和高性能助劑是決定因素。
丁腈橡膠主要采用硫磺和含硫化合物作硫化劑，也可以用過(guò)氧化物或樹(shù)脂等進(jìn)行硫化。常用的硫化體系包括1、硫磺硫化體系硫磺-促進(jìn)劑體系是丁腈橡膠應(yīng)用最廣泛的硫化體系，以硫磺為硫化劑，其中加入一些促進(jìn)劑、硫化活性劑等硫化助劑。
2、含硫化合物硫化體系用作丁腈橡膠硫化劑的含硫化合物有秋蘭姆類和二硫化嗎啡啉等，因體系不含硫磺，習(xí)慣上又稱作無(wú)硫硫化體系。
3、過(guò)氧化物硫化體系丁腈橡膠常用的過(guò)氧化物硫化劑有過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化鉛等。
4、樹(shù)脂硫化體系常用的樹(shù)脂為烷基酚醛樹(shù)脂。
傳統(tǒng)的橡膠硫化制品中橡膠分子鏈只是通過(guò)單硫鍵或多硫鍵交聯(lián)起來(lái)，形成硫化膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由于較弱的硫-硫共價(jià)鍵的存在而存在著固有缺陷，容易發(fā)生斷裂和破壞，使得制品的物理機(jī)械性能及耐溫性能不佳，影響了制品的實(shí)際應(yīng)用。
近十年來(lái)，國(guó)際上對(duì)非硫磺硫化劑的研究與開(kāi)發(fā)取得了明顯進(jìn)展。Akrochem公司的非硫磺復(fù)合硫化體系RobucurellPM具有耐熱，抗壓縮和減少噴霧的特點(diǎn)，可使多種膠料的復(fù)合橡膠制品達(dá)到同步硫化；Whrouh&Loser和Morton Thiokol公司開(kāi)發(fā)的新型硫化劑ThiocureBR不僅可以提高燒焦安全性，還可以改善橡膠與鋼絲的粘合；3M公司研制成功的硫化劑DynamarFC-66和DynamarFC-57可使氯醚橡膠制品具有很高的耐熱性和拉身強(qiáng)度等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一類新型的硫化丁腈橡膠的硫化劑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的提供一種用于硫化丁腈橡膠的硫化劑，其采用環(huán)狀芳香雙硫醚替代部分硫磺作為新型硫化體系，提高丁腈橡膠的物理機(jī)械性能及耐溫耐熱性能。
本發(fā)明提供環(huán)狀芳香雙硫醚化合物作為丁腈橡膠硫化劑的應(yīng)用。
一種較理想的用于硫化丁腈橡膠的硫化體系，采用環(huán)狀芳香雙硫醚與硫磺復(fù)配而成，按重量份數(shù)計(jì)，主要包括硫磺 0.5份，環(huán)狀芳香雙硫醚1～8份。
其中優(yōu)選環(huán)狀芳香雙硫醚2～6份。
本發(fā)明所采用的環(huán)狀芳香雙硫醚化合物可以是單一一種芳族雙硫酚成環(huán)而成的均聚物，也可以是不同種芳族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，亦可為芳族雙硫酚與脂肪族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，結(jié)構(gòu)如下，環(huán)中不同單體的組成(n、m、p值)也可以調(diào)節(jié)(一般n＝0，1，2....8，m＝0，1，2...8，p＝0，1，2...8，n、m、p不同時(shí)為0。)
由環(huán)狀芳香雙硫醚與硫磺組成的硫化劑配方中，可以參照硫磺硫化體系，加入一些促進(jìn)劑、硫化活性劑、抗老化劑等硫化助劑。它們都是現(xiàn)有技術(shù)中常用的物質(zhì)，促進(jìn)劑主要是秋蘭姆類和噻唑類，此外還使用次磺酰胺類促進(jìn)劑，胺類和胍類促進(jìn)劑常作為助促進(jìn)劑使用。硫化活性劑常采用氧化鋅和硬脂酸。它們的用量都可以參照現(xiàn)有技術(shù)中的基本工業(yè)配方。
采用環(huán)狀芳香雙硫醚與硫磺組成的硫化劑硫化丁腈橡膠，對(duì)丁腈橡膠沒(méi)有特別的限制，用量與硫磺硫化體系基本相同，也可以采用現(xiàn)有的硫化工藝，一般控制硫化溫度在150～200℃為佳。
本發(fā)明選用芳香雙硫醚作為丁腈橡膠的硫化劑，尤其是替代部分硫黃硫化丁腈橡膠，具有如下突出優(yōu)點(diǎn)這類環(huán)狀化合物易于發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，且生成的含硫活潑自由基活性較高，可充當(dāng)新型的硫化劑。由于這類環(huán)狀化合物和含硫自由基中含有芳環(huán)結(jié)構(gòu)，故可起到雙重作用一是改變硫化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，提高交聯(lián)鍵的強(qiáng)度和剛性，從而提高制品的物理機(jī)械性能；二是對(duì)硫化交聯(lián)鍵起到保護(hù)作用，提高交聯(lián)鍵的耐溫等級(jí)。因此，用本發(fā)明提供的硫化劑硫化的丁氰膠制品具有比傳統(tǒng)的硫磺硫化膠更為優(yōu)良的物理機(jī)械性能和耐熱性能，而且制備成本低，效益高，可以大大擴(kuò)寬制品的使用范圍。
具體實(shí)施例方式
發(fā)明人曾有過(guò)許多成功的實(shí)驗(yàn)，先選以下實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。所有的份數(shù)均按重量計(jì)。
實(shí)施例1以二(4-巰基-苯基)醚雙硫醚為硫化劑選用基本配方如下丁腈橡膠100份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、二硫化二苯并噻唑(促進(jìn)劑DM)1.5份、N-異丙基--N’-苯基對(duì)苯二胺(抗老化劑4010Na)1份、環(huán)狀二苯醚雙硫醚2份、硫磺0.5份。開(kāi)煉機(jī)混煉，平板硫化機(jī)150℃硫化成型。丁氰膠制品(一)經(jīng)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度10.5MPa，斷裂伸長(zhǎng)率2303％。
同樣條件下制備的傳統(tǒng)硫磺硫化丁氰膠樣品經(jīng)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度4.4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率1022％。
實(shí)施例2以二(4-巰基-苯基)醚和己二硫醇共聚的大環(huán)低聚物為硫化劑選用基本配方如下丁腈橡膠100份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、二硫化二苯并噻唑(促進(jìn)劑DM)1.5份、N-異丙基--N’-苯基對(duì)苯二胺(抗老化劑4010Na)1份、二(4-巰基-苯基)醚和己二硫醇共聚的大環(huán)低聚物6份、硫磺0.5份。開(kāi)煉機(jī)混煉，平板硫化機(jī)170℃硫化成型。制品(二)經(jīng)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度8.8MPa，斷裂伸長(zhǎng)率2447％。
實(shí)施例3以2，2’二(4-巰基-苯基)丙烷雙硫醚為硫化劑選用基本配方如下丁腈橡膠100份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、二硫化二苯并噻唑(促進(jìn)劑DM)1.5份、N-異丙基--N’-苯基對(duì)苯二胺(抗老化劑4010Na)1份、2，2’二(4-巰基-苯基)丙烷雙硫醚4份、硫磺0.5份。開(kāi)煉機(jī)混煉，平板硫化機(jī)180℃硫化成型。制品(三)經(jīng)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度9.7MPa，斷裂伸長(zhǎng)率2372％。
實(shí)施例4以二(4-巰基-苯基)硫醚雙硫醚為硫化劑選用基本配方如下丁腈橡膠100份、氧化鋅5份、硬脂酸1份、二硫化二苯并噻唑(促進(jìn)劑DM)1.5份、N-異丙基--N’-苯基對(duì)苯二胺(抗老化劑4010Na)1份、2，2’二(4-巰基-苯基)丙烷雙硫醚3份、硫磺0.5份。開(kāi)煉機(jī)混煉，平板硫化機(jī)190℃硫化成型。制品(四)經(jīng)測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度10.1MPa，斷裂伸長(zhǎng)率2351％。
表一 不同硫化體系所得制品的力學(xué)性能硫磺硫化 實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4制 品制 品 制 品 制 品 制 品拉伸強(qiáng)度 4.410.5 8.8 9.7 10.1(MPa)斷裂伸長(zhǎng)率 1022 2303 2447 2372 2351(％)
權(quán)利要求
1.環(huán)狀芳香雙硫醚化合物作為丁腈橡膠硫化劑的應(yīng)用。
2.權(quán)利要求1的應(yīng)用，其中環(huán)狀芳香雙硫醚化合物是單一一種芳族雙硫酚成環(huán)而成的均聚物，或是不同種芳族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，或芳族雙硫酚與脂肪族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，結(jié)構(gòu)如下，環(huán)中n＝0～8，m＝0～8，p＝0～8，n、m、p不同時(shí)為0，
3.一種用于硫化丁腈橡膠的硫化體系，采用環(huán)狀芳香雙硫醚與硫磺復(fù)配而成，按重量份數(shù)計(jì)，主要包括硫磺 0.5份，環(huán)狀芳香雙硫醚1～8份。
4.權(quán)利要求3的硫化體系，其中環(huán)狀芳香雙硫醚為2～6份。
5.權(quán)利要求3或4的硫化體系，其中環(huán)狀芳香雙硫醚化合物是單一一種芳族雙硫酚成環(huán)而成的均聚物，或是不同種芳族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，或芳族雙硫酚與脂肪族雙硫酚共成環(huán)而成的共聚物，結(jié)構(gòu)如下，環(huán)中n＝0～8，m＝0～8，p＝0～8，n、m、p不同時(shí)為0，
6.權(quán)利要求3或4的硫化體系，其中還含有促進(jìn)劑、硫化活性劑、抗老化劑。
7.權(quán)利要求3或4的硫化體系，其應(yīng)用溫度在150～200℃。
全文摘要
本發(fā)明提供環(huán)狀芳香雙硫醚化合物作為丁腈橡膠硫化劑的應(yīng)用，并提供一種較理想的用于硫化丁腈橡膠的硫化體系，采用環(huán)狀芳香雙硫醚與硫磺復(fù)配而成，按重量份數(shù)計(jì)，主要包括硫磺0.5份，環(huán)狀芳香雙硫醚1～8份，其中還可加入一些促進(jìn)劑、硫化活性劑、抗老化劑等硫化助劑。本發(fā)明選用芳香雙硫醚作為丁腈橡膠的硫化劑，易于發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，且生成的含硫活潑自由基活性較高，硫化的丁氰膠制品具有比傳統(tǒng)的硫磺硫化膠更為優(yōu)良的物理機(jī)械性能和耐熱性能，而且制備成本低，效益高，可以大大擴(kuò)寬制品的使用范圍。
文檔編號(hào)C08J3/24GK1580107SQ20041002706
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者孟躍中, 劉德偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所