[发明专利]二烷基多硫化物在天然橡胶和合成橡胶的塑炼中的应用

说明书

本发明涉及二烷基多硫化物在天然橡胶和合成橡胶的塑炼中的应用。

通过种植得到的天然橡胶一般太硬，没有足以能够直接与橡胶配合剂混炼和进行进一步加工的塑性。这个问题同样存在于各类硬质配料合成橡胶，例如丁二烯和苯乙烯或丙烯腈的共聚物，和其它类似橡胶的共聚物。所以，对于这类较硬的没有适宜塑性的橡胶，在混炼之前必须进行塑炼，即，使其成为塑性的。塑炼能够通过采用开炼机或捏合机加工以纯机械方式进行，而不加入辅助化学物质。然而，这种方法必须在低温下进行，一般花费较长的时间。为了更好地利用设备具有的加工能力和节约能量，所以一般加入塑解剂，在较高温度下进行橡胶塑炼。

以这种方法能够完成橡胶的高速均匀破胶。常用塑解剂是，尤其是，苯硫酚，在其芳基上能够由各种取代基取代，此外还有二硫化物和五氯苯硫酚锌盐。亚硝基化合物和肼化合物也用作塑解剂。然而，还已知，虽然所提及的各类化合物在小用量下已经很有效，但是，另一方面，塑解剂含量不应当低于某最小值。

五氯苯硫酚(PCTP)及其锌盐尤其应用于当今高分子量橡胶(NR、SBR)塑炼实践中。然而使用五氯苯硫酚的缺点是，在某种条件下五氯苯硫酚能够形成剧毒的二噁类化合物。然而，诸如二苯甲酰胺二苯基二硫化物(DBD)等其它低毒产品具有的缺点是，一方面其相当昂贵，而另一方面，象PCTP那样，作为结晶物质，其难以以典型塑炼所用的小用量均匀分布在橡胶基质中。其结果是，存在着塑炼不均匀的危险，从此导致塑炼橡胶分子量分布不均匀。

为了制备混炼胶，即塑炼胶混合物，其中包含加工和硫化所需要的所有化学药品，如填料、稳定剂、硫化剂和硫化促进剂，通常必须进行三个工艺步骤，例如橡胶塑炼，为混入的橡胶配合剂和填料而进行塑炼橡胶的预混，和作为最后一步，将硫化剂加到预先混合的混炼胶中。

重要的是，所述三个步骤要单独进行，因为否则橡胶配合剂会损坏塑解剂的作用，并且橡胶配合剂的分布也会受到妨碍。另外，硫化剂的早期混合能引起不希望的硫化作用。

因此，本发明的目的是提供一种使用方便的、毒性可接受的和具有很好的塑炼性能的塑解剂。

现已发现，二烷基多硫化物能够实现所述目的。

所以，本发明提供了二烷基多硫化物在进行天然橡胶和合成橡胶的塑炼中的应用。

被采用作为塑解剂的二烷基多硫化物是已知的，并且能够以下列通式代表：其中，

R¹～R³是相同或不同的，并代表线型或支化的C₁～C₁₈烷基，或者代表氢；和

x代表数字2～5，优选3～5。

优选使用在上述通式中R¹～R³代表支化的或线型C₅～C₁₅烷基或氢的二烷基多硫化物。特别优选其中R¹、R²和R³代表支化的或线型C₅～C₁₅烷基，特别是代表支化的C₅～C₁₅烷基的化合物。

特别优选支化的二烷基五硫化物，尤其是支化的二辛基五硫化物。

二烷基多硫化物能够或者单独使用或者以任何要求的与其它二烷基多硫化物的混合物的形式使用。

二烷基多硫化物的常规用量为约0.1～10，优选0.5～5phr，以塑炼橡胶总量为基准计。

作为能够采用上述二烷基多硫化物进行塑炼或塑化的橡胶，可以特别提及：天然橡胶(NR)、苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)、丙烯腈/丁二烯共聚物(NBR)、乙烯/丙烯共聚物(EPDM)和氟烃橡胶。

二烷基多硫化物，特别优选适用于NR和SBR的塑炼，还最优选适用于NR的塑炼。

当然能够将作为塑解剂的所述二烷基多硫化物与其它已知塑解剂一起使用，例如与2,2’-二苯甲酰胺二苯基二硫化物(DBD)一起使用，或者，特别是与含金属的杂环化合物如铁半化合物一起使用，例如EP0603611-B1所述。现选出如下所示含金属的杂环化合物A～D。

化合物A

化合物B

化合物C

和化合物D

二烷基多硫化物的塑炼作用，能够通过加入所述的含金属杂环化合物而得到加强，所以将这样的组合作为优选实施方案。EP-0603611-B1所述的含金属杂环化合物的常规混入量为约0.001～1％，优选为0.01～0.1wt％，以二烷基多硫化物为基准计。