一种橡胶活化剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种橡胶活化剂及其制法。所述橡胶活性剂的制法为：在常温条件下，将有机酸或者有机酸酐与碱性金属氧化物按照物质摩尔比混合，加入少许溶剂，搅拌后超声10~30min，50~80℃下反应30min~3h，80~130℃烘干得到有机锌化合物。然后按照一定比例掺入配合盐，混合均匀即得到有机锌活化剂。本发明方法具有简单、安全环保、经济效益明显等优点，所制得产品密度低，分散度好。与氧化锌相比，对橡胶硫化活化效果比常规氧化锌效果好3~7倍。本发明可以应用于各类橡胶制品，符合绿色环保的趋势。
【专利说明】一种橡胶活化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶硫化活化剂【技术领域】，具体地说，是一种用于橡胶硫化的锌活化剂组合物。
[0002]
【背景技术】
[0003]活化剂，又称为促进助剂，是在橡胶硫化过程中添加，用来增加促进剂活性，从而减少促进剂用量，提高硫化速度，缩短硫化时间。自1912年氧化锌被作为活性剂使用至今尚未找到一种可以完全替代的产品。虽然氧化锌对于橡胶工业很重要，但是氧化锌在橡胶生产和使用的过程中以锌离子的形式释放到环境中，对人类的健康会带来不利影响，特别是对水生生物的影响很显著，而且氧化锌的生产耗能较大，成本较高，价格也较高。因此，发明一种更环保、更绿色、活性大、能减少其用量，经济而且性能不受影响的氧化锌的替代产品是很重要和迫切的。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种活性好、环保、经济的氧化锌替代品及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案包含以下步骤:
(1)有机锌化合物的合成:在常温条件下，将有机酸或者有机酸酐与含有锌离子的化合物按照摩尔比混合，加入少许溶剂A，搅拌后超声IOmin~3h，然后在50~80°C下反应30min~3h，最后在80~130°C的条件下烘干得到有机锌化合物；
(2)步骤(1)得到的有机锌化合物和活化剂配合盐混合后干燥、研磨、过350目标准筛，制得橡胶活化剂；
其中溶剂A为:水、乙醇、甲醇、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正丙醇、正丁醇、异丁醇、乙腈中的中一种或者几种；
优选地，步骤(1)中含有锌离子的化合物选用:氧化锌、硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、碱式碳酸锌、锌粉、磷酸锌或亚硫酸锌中的一种或几种。
[0007]优选地，步骤(2)中有机锌化合物和活化剂配合盐按照重量百分比混合，其中，有机锌化合物占比为:20~80wt%，活化剂配合盐占比为:80~20wt%。
[0008]优选地，在步骤(1)中将有机酸或者有机酸酐与含有锌离子的化合物混合加入溶剂A之后，迅速置于冰水浴中猛烈搅拌，从而使其冷却。
[0009]由于采用上述技术方案，本发明提供的橡胶活化剂是由有机锌化合物和活化剂配合盐组成，他们的重量百分比为:
有机锌化合物:20~80wt% ；
活化剂配合盐:80~20wt% ；
其中有机锌化合物由单个 或者多个羧基基团的芳香族或者脂肪族化合物的锌盐组成。活化剂配合盐由简单无机锌化合物、含芳香基的有机酸化合物、直链脂肪族的有机酸化合物或含有双键的有机酸化合物中的一种或几种组成。
[0010]优选地，简单无机锌化合物包括:氧化锌、硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、碱式碳酸锌、锌粉、磷酸锌、亚硫酸锌中的一种或几种。
[0011]优选地，所述芳香族有机酸化合物包括:水杨酸钙、水杨酸镁、水杨酸钾、水杨酸铝、水杨酸铁、水杨酸钡、水杨酸钠、肉桂酸钙、肉桂酸镁、肉桂酸钾、肉桂酸铝、肉桂酸铁、肉桂酸钡、肉桂酸钠、吡啶二甲酸钙、吡啶二甲酸镁、吡啶二甲酸钾、吡啶二甲酸铝、吡啶二甲酸铁、吡啶二甲酸钡、吡啶二甲酸钠中的一种或几种。
[0012]优选地，所述直链脂肪族有机酸化合物包括:油酸钙、油酸镁、油酸钾、油酸铝、油酸铁、油酸钡、油酸钠、柠檬酸钙、柠檬酸镁、柠檬酸钾、柠檬酸铝、柠檬酸铁、柠檬酸钡、柠檬酸钠、琥珀酸钙、琥珀酸镁、琥珀酸钾、琥珀酸铝、琥珀酸铁、琥珀酸钡、琥珀酸钠、月桂酸钙、月桂酸镁、月桂酸钾、月桂酸铝、月桂酸铁、月桂酸钡、月桂酸钠、戊二酸钙、戊二酸镁、戊二酸钾、戊二酸铝、戊二酸铁、戊二酸钡、戊二酸钠中的一种或几种。
[0013]优选地，所述含有双键的有机酸化合物包括:顺丁烯二酸钙、顺丁烯二酸镁、顺丁烯二酸钾、顺丁烯二酸铝、顺丁烯二酸铁、顺丁烯二酸钡、顺丁烯二酸钠、衣康酸钙、衣康酸镁、衣康酸钾、衣康酸铝、衣康酸铁、衣康酸钡、衣康酸钠、山梨酸钙、山梨酸镁、山梨酸钾、山梨酸铝、山梨酸铁、山梨酸钡、山梨酸钠中的一种或几种。
[0014]本发明的积极效果在于:锌含量低，低于40%，重金属含量趋于零，安全环保，密度低，分散度好，效果优于氧化锌的实验效果。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
[0017]实施例1
在常温条件下，将肉桂酸与氧化锌按照物质摩尔比混合，加入少许乙醇:水=1: I的混合溶剂，搅拌后超声lh，70°c下反应3h，120°C烘干得到产品A。在常温条件下，将山梨酸与氧化钠按照物质摩尔比混合，加入少许水，搅拌后超声10min，50°C下反应50min，100°C烘干得到产品B。
[0018]然后按照A: B=75:25的比例混合，得到本发明的橡胶活性剂。
[0019]实施例2
在常温条件下，将月桂酸与氧化锌按照物质摩尔比混合，加入少许甲醇:水=4:1的混合溶剂，搅拌后超声30min，60°C下反应lh，120°C烘干得到产品A。在常温条件下，将柠檬酸与氧化钙按照物质摩尔比混合，加入少许正丁醇，搅拌后超声30min，80°C下反应2h，120°C烘干得到产品B。然后按照A:B=60:40的比例混合，得到本发明的橡胶活性剂。
[0020]实施例3
在常温条件下，将水杨酸与氧化锌按照物质摩尔比混合，加入少许正丁醇:水=2:1的混合溶剂，搅拌后超声50min，70°C下反应1.5h，100°C烘干得到产品A。在常温条件下，将吡啶二甲酸与氧化钾按照物质摩尔比混合，加入少许乙酸乙酯，搅拌后超声20min，80°C下反应30min，90°C烘干得到产品B。然后按照A:B=80:20的比例混合，得到本发明的橡胶活性剂。
[0021]实施例4
在常温条件下，将琥珀酸与氧化锌按照物质摩尔比混合，加入少许异丁醇:水=3:1的混合溶剂，搅拌后超声lh，80°C下反应lh，100°C烘干得到产品A。在常温条件下，将油酸与氧化镁按照物质摩尔比混合，加入少许乙酸乙酯，搅拌后超声30min，80°C下反应2h，100°C烘干得到产品B。然后按照A:B=50:50的比例混合，得到本发明的橡胶活性剂。
[0022]实施例5
在常温条件下，将衣康酸与氧化锌按照物质摩尔比混合，加入少许甲醇:水=4:1的混合溶剂，搅拌后超声1.5h，75°C下反应2h，100°C烘干得到产品A。产品B为氧化锌，按照A:B=70:30的比例混合，得到本发明的橡胶活性剂。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方法，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，使用本发明所提供的制备方法，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种橡胶活化剂，其特征在于是由有机锌化合物和活化剂配合盐组成，他们的重量百分比为: 有机锌化合物:20~80wt% ； 活化剂配合盐:80~20wt% ； 其中有机锌化合物由单个或者多个羧基基团的芳香族或者脂肪族化合物的锌盐组成，活化剂配合盐由简单无机锌化合物、含芳香基的有机酸化合物、直链脂肪族的有机酸化合物或含有双键的有机酸化合物中的一种或几种组成。
2.如权利要求书I所述的一种橡胶活化剂，其特征在于，简单无机锌化合物包括:氧化锌、硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、碱式碳酸锌、锌粉、磷酸锌、亚硫酸锌中的一种或几种。
3.如权利要求书I所述的一种橡胶活化剂，其特征在于，所述芳香族有机酸化合物包括:水杨酸韩、水杨酸镁、水杨酸钾、水杨酸招、水杨酸铁、水杨酸钡、水杨酸钠、肉桂酸钙、肉桂酸镁、肉桂酸钾、肉桂酸铝、肉桂酸铁、肉桂酸钡、肉桂酸钠、吡啶二甲酸钙、吡啶二甲酸镁、吡啶二甲酸钾、吡啶二甲酸铝、吡啶二甲酸铁、吡啶二甲酸钡、吡啶二甲酸钠中的一种或几种。
4.如权利要求书I所述的一种橡胶活化剂，其特征在于，所述直链脂肪族有机酸化合物包括:油酸钙、油酸镁、油酸钾、油酸铝、油酸铁、油酸钡、油酸钠、柠檬酸钙、柠檬酸镁、柠檬酸钾、柠檬酸铝 、柠檬酸铁、柠檬酸钡、柠檬酸钠、琥珀酸钙、琥珀酸镁、琥珀酸钾、琥珀酸铝、琥珀酸铁、琥珀酸钡、琥珀酸钠、月桂酸钙、月桂酸镁、月桂酸钾、月桂酸铝、月桂酸铁、月桂酸钡、月桂酸钠、戊二酸钙、戊二酸镁、戊二酸钾、戊二酸铝、戊二酸铁、戊二酸钡、戊二酸钠中的一种或几种。
5.如权利要求书I所述的一种橡胶活化剂，其特征在于，所述含有双键的有机酸化合物包括:顺丁烯二酸钙、顺丁烯二酸镁、顺丁烯二酸钾、顺丁烯二酸铝、顺丁烯二酸铁、顺丁烯二酸钡、顺丁烯二酸钠、衣康酸钙、衣康酸镁、衣康酸钾、衣康酸铝、衣康酸铁、衣康酸钡、衣康酸钠、山梨酸钙、山梨酸镁、山梨酸钾、山梨酸铝、山梨酸铁、山梨酸钡、山梨酸钠中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种橡胶活化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为: 有机锌化合物的合成:在常温条件下，将有机酸或者有机酸酐与含有锌离子的化合物按照摩尔比混合，加入少许溶剂A，搅拌后超声IOmin~3h，然后在50~80°C下反应30min~3h，最后在80~130°C的条件下烘干得到有机锌化合物； 步骤(1)得到的有机锌化合物和活化剂配合盐混合后干燥、研磨、过350目标准筛，制得橡胶活化剂； 其中溶剂A为:水、乙醇、甲醇、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正丙醇、正丁醇、异丁醇、乙腈中的中一种或者几种。
7.根据权利要求6所述的一种橡胶活化剂的制备方法，其特征在于步骤(1)中含有锌离子的化合物选用:氧化锌、硫酸锌、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌、碱式碳酸锌、锌粉、磷酸锌或亚硫酸锌中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的一种橡胶活化剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中有机锌化合物和活化剂配合盐按照重量百分比混合，其中，有机锌化合物占比为:20~80wt%，活化剂配合盐占比为:80~20wt%。
9.根据权利要求6所述的一种橡胶活化剂的制备方法，其特征在于在步骤(1)中将有机酸或者有机酸酐与含有锌离子的化合物混合加入溶剂A之后，迅速置于冰水浴中猛烈搅拌， 从而使其冷却。
【文档编号】C08K5/098GK103897214SQ201410015487
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】李学强, 姚新波 申请人:李学强