[发明专利]一种低速长效耐热性硫化剂的橡胶组合物

说明书

本发明一种低速长效耐热性硫化剂的橡胶组合物，包括至少一种二烯类橡胶、硫磺及双(多)柠康酰亚胺苯，双(多)柠康酰亚胺苯的用量相对于二烯类橡胶的用量为0.1wt％‑50wt％；硫磺的用量相对于二烯类橡胶的用量为0.1wt％‑10wt％。本发明在橡胶组合物中采用将双(多)柠康酰亚胺苯用作低速长效耐热型硫化剂，其能够帮助实现低速长效硫化以维持或提升交联密度，其具有适中的反应活性，一方面能够与二烯类橡胶发生缓慢的Alder‑ene反应提升交联密度，但不会与防老剂促进剂反应，所以不会被消耗掉，能够长期保持有效作用。另一方面，硫化后期由于硫磺键断键，橡胶分子链上会生成共轭双键，双(多)柠康酰亚胺苯能够与该共轭双键发生Diels‑Alder反应，弥补了硫磺断键导致的交联密度下降。

技术领域

本发明涉及一种低速长效耐热性硫化剂的橡胶组合物，属于橡胶技术领域。

背景技术

橡胶的硫化交联是赋予橡胶机械性能的重要过程，橡胶中最常用的硫化剂是硫磺。硫磺与橡胶分子链上的不饱和键或阿尔法氢反应起到交联作用。但是硫磺键不稳定，在高温下会发出断裂，从而导致橡胶中交联密度下降，机械性能也随之变差。因此，合理控制高温硫化时间和使用温度对橡胶性能至关重要。

但难点是由于橡胶的低导热系数，在某些大型产品上如矿山用轮胎，又无法避免的需要长时间硫化使内部橡胶完成硫化交联。并且，在某些特殊产品和工况下，高温使用环境难以避免，比如安全轮胎的支撑胶在零气压行驶时，由于高负荷和高形变，胎侧温度会迅速升高。

因此，对需要长时间硫化或高温环境下使用的橡胶产品，能够在高温长时间环境下维持或进一步提高橡胶交联密度的材料对橡胶性能的提升尤其重要，目前，能起到此作用的材料主要有1,3-双(柠糠酰亚胺甲基)苯(抗硫化返原剂PK900)和N,N'-(4,4'-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺(BMI)。

PK900的活性官能团是柠康酰亚胺上的双键，其反应活性弱，在正常硫化条件下与橡胶常用助剂及橡胶分子链上的双键不反应，所以硫化初期不参与交联。当橡胶体系中出现硫磺键断键时，橡胶分子链上会生成共轭双键，共轭双键的反应活性高，能够和PK900分子结构中的柠康酰亚胺上的双键发生双烯加成反应(Diels-Alder反应)，从而弥补了交联键的减少，起到维持橡胶体系的交联密度作用。其不足是活性弱，对于交联键只能补偿性替换，无法进一步提升交联密度。

BMI的作用机理是马来酰亚胺官能团能够与橡胶分子链上的双键发生烯反应(Alder-ene反应)。BMI的马来酰亚胺官能团上的双键，其反应活性强，同时还可以与促进剂、防老剂发生副反应，所以硫化初期消耗较快，一部分参与了形成硫化交联键，提升了交联密度，一部分被防老剂和促进剂消耗。BMI的不足之处是活性太高，虽然在硫化初期提升了交联密度，但同时也会和防老剂促进剂反应，硫化初期就消耗完毕，后期发生硫磺键的断键返原时，无法维持或进一步提升交联密度。

发明内容

本发明一种低速长效耐热性硫化剂的橡胶组合物,克服现有技术中反应初期或后期不能持续提高交联密度的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种低速长效耐热性硫化剂的橡胶组合物，包括至少一种二烯类橡胶、硫磺及双(多)柠康酰亚胺苯，所述双(多)柠康酰亚胺苯的用量相对于二烯类橡胶的用量为0.1wt％-50wt％；硫磺的用量相对于二烯类橡胶的用量为0.1wt％-10wt％。

本发明的有益效果是：本发明在橡胶组合物中采用将双(多)柠康酰亚胺苯用作低速长效耐热型硫化剂，其能够帮助实现低速长效硫化以维持或提升交联密度。双(多)柠康酰亚胺苯具有适中的反应活性，一方面能够与二烯类橡胶发生缓慢的Alder-ene反应提升交联密度，但不会与防老剂促进剂反应，所以不会被消耗掉，能够长期保持有效作用。另一方面，硫化后期由于硫磺键断键，橡胶分子链上会生成共轭双键，双(多)柠康酰亚胺苯能够与该共轭双键发生Diels-Alder反应，弥补了硫磺断键导致的交联密度下降。