一种新型抗喷霜防焦剂及其制备方法与流程

本发明属于防焦剂制备
技术领域：
，具体属于一种新型抗喷霜防焦剂及其制备方法。
背景技术：
：橡胶防焦剂是一种用于橡胶加工过程中，避免胶料发生早期硫化从而失去加工性能的一种橡胶助剂。目前，国内外轮胎行业所用的主要防焦剂产品是ctp(n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)，防焦剂ctp可以有效防止胶料在加工过程中发生早期硫化，并可以提高胶料的贮存稳定性，防止胶料存放时发生自然硫化，对已经受高热或具有较少危险的胶料具有再生作用；但防焦剂ctp的加入量超过0.4份之后，易产生喷霜现象，影响轮胎性能，导致在一些需要大幅度延长焦烧时间的胶料中，防焦剂ctp的应用受到了限制。防焦剂ctp在胶料应用中产生的喷霜现象，主要是因为邻苯二甲酰亚胺的溶解度低，容易出现喷霜现象，因此在防焦剂
技术领域：
，亟需研发新的防焦剂，以克服现有技术中应用的防焦剂所存在的不足，以保证橡胶产品的质量。技术实现要素：本发明提供了一种新型抗喷霜防焦剂及其制备方法，以达到防止胶料喷霜，且新型防焦剂的生产工艺简单、反应条件温和的目的。一种新型抗喷霜防焦剂，其特征在于，其命名为n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺，结构式如下：上述新型抗喷霜防焦剂的制备方法，其特征在于，化学方程反应式如下：其制备方法包括如下步骤：步骤1：向乙醇加入固体乙醇钠，控制体系温度为15-25℃，之后向溶液中加入四氢邻苯二甲酰亚胺，使其完全溶解；再向溶液中加入苯磺酰氯；其中，苯磺酰氯与乙醇钠的摩尔比例为1-1.2：1；苯磺酰氯与四氢邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为1-1.3:1；步骤2：苯磺酰氯完全溶解后，升温至60-70℃，并进行回流反应1.5-2h；步骤3：步骤2反应结束后，升温至80℃，开始对乙醇进行蒸馏，乙醇完全蒸出后，降温至室温，洗涤、过滤、干燥即得到本发明的新型抗喷霜防焦剂：n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺。优选地，所述的步骤1中四氢邻苯二甲酰亚胺加入时，体系温度为17-20℃。优选地，所述的乙醇钠：苯磺酰氯的添加摩尔比例为1：1-1.1。优选地，所述的苯磺酰氯：四氢邻苯二甲酰亚胺的添加摩尔比例为1-1.15:1。优选地，所述的步骤3中，乙醇蒸馏所用时间为1.5-2h。本发明的反应机理及有益效果：本发明中，反应温度相对较低，整个反应过程温和，没有剧烈的反应发生，减小了反应的不稳定系数；并且反应条件温和，控制较为容易，避免了反应过程中出现不可控因素，能够保证产品的质量和收率都较高。本发明中，因含有四氢邻苯二甲酰亚胺，使得胶料产品不易出现喷霜现象，能够完全取代现有技术中应用的防焦剂ctp，具有非常广阔的市场前景。附图说明图1为本发明应用例1中添加0.2份ctp胶料表面情况(主要观测指标为喷霜情况)；图2为本发明应用例1中添加0.2份本发明新型防焦剂的胶料表面情况(主要观测指标为喷霜情况)；图3为本发明应用例2中添加0.4份ctp胶料表面情况(主要观测指标为喷霜情况)；图4为本发明应用例2中添加0.4份本发明新型防焦剂的胶料表面情况(主要观测指标为喷霜情况)；具体实施方式下面通过实施例对本发明技术方案做进一步解释说明，下述实施例中，所用的氢氧化钠、四氢邻苯二甲酰亚胺、苯磺酰氯均为市购产品。收率的计算方式为：所得产品质量/产品理论质量。实施例1一种新型抗喷霜防焦剂的制备方法，步骤如下：步骤1：将78.2g乙醇钠加入到500ml溶剂乙醇中，开启搅拌，使乙醇钠全溶解；控制体系温度为17-20℃，向烧瓶中加入151g四氢邻苯二甲酰亚胺，待其完全溶解，然后加入203g苯磺酰氯；步骤2：:苯磺酰氯完全溶解后，升温至70℃,回流反应1.8h；步骤3：回流反应结束后，升温至80℃，进行蒸馏，蒸馏1.6h,乙醇完全蒸馏出，降温至室温，过滤、干燥得到本发明的新型抗喷霜防焦剂：n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺261.9g,收率为90％，纯度为98.2％。实施例2一种新型抗喷霜防焦剂的制备方法，步骤如下：步骤1：将76.2g乙醇钠加入到500ml溶剂乙醇中，开启搅拌，使乙醇钠全溶解；控制体系温度为15-17℃，向烧瓶中加入151g四氢邻苯二甲酰亚胺，待其完全溶解，然后加入198g苯磺酰氯；步骤2：:苯磺酰氯完全溶解后，升温至65℃,回流反应1.5h；步骤3：回流反应结束后，升温至80℃，进行蒸馏，蒸馏1.5h,乙醇完全蒸馏出，降温至室温，过滤、干燥得到本发明的新型抗喷霜防焦剂：n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺253.2g,收率为87％，纯度为96.3％。实施例3一种新型抗喷霜防焦剂的制备方法，步骤如下：步骤1：将69g乙醇钠加入到500ml溶剂乙醇中，开启搅拌，使乙醇钠完全溶解，控制体系温度为18-22℃，向烧瓶中加入151g四氢邻苯二甲酰亚胺，待其完全溶解，然后加入177g苯磺酰氯；步骤2：苯磺酰氯完全溶解后，升温至60℃,回流反应1.7h；步骤3：回流反应结束后，升温至80℃，进行蒸馏，蒸馏2h,乙醇完全蒸馏出，降温至室温，过滤、干燥得到本发明的新型抗喷霜防焦剂：n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺259.1g,收率为89％，纯度为97.9％。实施例4一种新型抗喷霜防焦剂的制备方法，步骤如下：步骤1：将73g乙醇钠加入到500ml溶剂乙醇中，开启搅拌，使乙醇钠完全溶解，控制体系温度为20-25℃，向烧瓶中加入151g四氢邻苯二甲酰亚胺，待其完全溶解，然后加入183g苯磺酰氯；步骤2：苯磺酰氯完全溶解后，升温至62℃,回流反应2.0h；步骤3：回流反应结束后，升温至80℃，进行蒸馏，蒸馏1.8h,乙醇完全蒸馏出，降温至室温，过滤、干燥得到本发明的新型抗喷霜防焦剂：n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺263.5g,收率为90.5％，纯度为97.2％。将实施例1-4所得产品的收率与纯度形成下表：收率产品纯度实施例1产品90％98.2％实施例2产品87％96.3％实施例3产品89％97.9％实施例4产品90.5％97.2％由表中数据对比可得，通过本发明的工艺路线制得的新型橡胶防焦剂，收率高，且产品纯度较好，工艺流程简单，操作简单；且实施例中产品指标均较稳定，说明本发明方法切实可行，适于工业生产。应用例将本发明所得的新型防焦剂(n-苯基-磺酰基-四氢二甲酰亚胺)与现有技术中的防焦剂ctp(n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)应用在胶料中，并对硫化特性、焦烧时间与胶料的喷霜情况进行对比。实验配方scr5#100，炭黑n33055，zno-8010，6ppd2，促进剂ns-801.5，s-802.0，防焦剂用量如下0.2phr、0.4phr。炼胶工艺取500g母胶在开炼机4mm辊距包棍1min，加硫黄、促进剂，吃料时间2min，完毕后左右各割三刀，辊距打至最小，打6个三角包，4mm辊距打卷4个，下片，停放待测。表1所得胶料硫化特性数据表中数据所代表的意义：焦烧时间t5：胶料从最低门尼提高5个门尼值所用的时间，t5时间越长，表明胶料的起硫越晚，加工安全性越高。151℃硫化特性中：mh代表胶料的扭矩，可以表征胶料的交联程度；ts1和ts2是胶料从最小扭矩提高1个和2个扭矩值所用的时间，可以表征胶料的初期硫化时间；tc10、tc50、tc90、tc100分别代表胶料达到10％、50％、90％、100％的硫化程度时所对应的时间，这些数据用来表征和确定胶料的硫化时间等工艺参数。从表1中数据可看出，添加新型防焦剂的胶料焦烧时间和硫化特性数据与ctp相当，即在延长焦烧时间这项性能中，新型防焦剂和传统的ctp相当。当防焦剂用量提高到0.4份时，新型防焦剂表现出比ctp更好的耐喷霜性能，从硫化胶片的照片可看出，新型防焦剂表面未出现喷霜发白现象，而ctp硫化胶片表面明显发白喷霜。综上所述，新型防焦剂与传统防焦剂ctp相比，具有相当的防焦烧性能，同时提高用量不易喷霜，能够解决高用量下ctp喷霜的问题。当前第1页12