[发明专利]一种多硫型促进剂及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种多硫型促进剂和多硫型促进剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将2‑巯基噻唑啉、二硫化碳和碱在醇溶液中反应制备得到中间体2‑硫代噻唑烷‑3‑碳二硫酸钠；(2)将步骤(1)中得到的中间体2‑硫代噻唑烷‑3‑碳二硫酸钠和一氯化硫在醇溶液中反应，即制备得到所述多硫型促进剂。本发明还公开了一种上述多硫型促进剂在橡胶领域的应用。本发明的多硫型促进剂3,3’‑四硫代双(羰硫基)双(噻唑烷‑2‑硫酮)，有效硫含量高达41％，用于获得高回弹、低压变硫化胶时，既不需要采用顺丁胶并用，也不需要添加偶联剂，得到的产品性能优良。

技术领域

本发明属于橡胶助剂合成领域，尤其涉及一种硫化促进剂及其制备方法、应用。

背景技术

在橡胶领域，硫磺参与的硫化反应，生成的多硫键占主导，其特性是易分解、稳定性差，从而导致橡胶的物理性能较差。为了提升硫化效率，提高促进剂的比例是十分有效的。高促低硫的硫化体系，生成的单硫交联键的含量上升，硫的有效交联程度增加，键的稳定性增强，可以改善硫化橡胶的物理性能。多硫型促进剂作为一种效果较好的促进剂在橡胶硫化领域得到了广泛的研究。

专利CN110590703A公开了促进剂二硫化二苯并噻唑的合成方法。专利CN108395393A公开了秋兰姆(二(氨基硫代羰基)二硫)类促进剂的合成方法。专利CN109400509A公开了二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)的合成方法。上述专利都是关于多硫型促进剂的合成方法，但是仅局限于对现有市售促进剂合成方法的微小改进，上述改进后的多硫型促进剂的有效硫含量都低于25％，对硫化胶交联密度的提升有限，无法获得高性能的橡胶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种有效硫含量高的多硫型促进剂及其制备方法、应用。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种多硫型促进剂，所述多硫型促进剂的分子结构式为：

本发明中，多硫型促进剂为3,3’-四硫代双(羰硫基)双(噻唑烷-2-硫酮)，有效硫含量大于25％(41％)，能活化出来的单质硫含量高，能极大的提高单硫键生成的可能性，可获得高性能橡胶制品。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的多硫型促进剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将2-巯基噻唑啉、二硫化碳(CS₂)和碱(如NaOH、KOH等)在醇溶液(如乙醇、甲醇、乙二醇等)中反应制备得到中间体2-硫代噻唑烷-3-碳二硫酸钠；反应式如下：

(2)将步骤(1)中得到的中间体2-硫代噻唑烷-3-碳二硫酸钠和一氯化硫(S₂Cl₂)在醇溶液中反应，即制备得到所述多硫型促进剂3,3’-四硫代双(羰硫基)双(噻唑烷-2-硫酮)；反应式如下：

上述制备方法中，优选的，所述步骤(1)中，将2-巯基噻唑啉和碱溶于醇溶液中，再缓慢滴加二硫化碳，于20-60℃回流反应2-8h，得到含中间体2-硫代噻唑烷-3-碳二硫酸钠的混合溶液。

上述制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，向含中间体2-硫代噻唑烷-3-碳二硫酸钠的混合溶液中缓慢滴加一氯化硫，于50-80℃回流反应7-10h，得到多硫型促进剂。

上述制备方法中，优选的，所述2-巯基噻唑啉、碱和二硫化碳的摩尔比为1：(1.1-1.5)：(1.1-1.5)。将上述原料控制在上述比例关系内，可以确保反应原料底物充分反应，提高原料利用率。

上述制备方法中，优选的，所述醇溶液的用量为碱质量的10-20倍。上述醇溶液的用量可以确保溶剂过量，使反应可持续进行。