技術領域

本發明屬于材料工程技術領域，具體涉及一種橡膠抗硫化返原劑及其制備方法。

背景技術

硫化返原是指硫化交聯鍵受熱降解導致硫化橡膠物理性能下降，使用性能變差的現 象。采用傳統硫化體系硫化天然膠料時，硫黃用量多，促進劑用量少，硫化膠70％以上 形成的是多硫交聯鍵結構，其優點是具有較高的機械強度。但是多硫交聯鍵的熱穩定性 較差，硫化過程中，隨著受熱時間增長，最初形成的多硫交聯鍵便部分發生斷裂，造成 多硫交聯鍵的數量減少，從而造成硫化膠的物理性能下降。這就是硫化返原現象。多年 以來，橡膠界同仁經過研究和實踐，已普遍采用有效硫化體系和半有效硫化體系，即高 促低硫硫化體系，采用該種硫化體系進行硫化，硫化過程中膠料形成的熱穩定性良好的 雙硫交聯鍵和單硫交聯鍵結構較多，這樣一來可明顯抑制硫化膠的硫化返原、改善硫化 膠的耐老化性能。但是雙硫交聯鍵和單硫交聯鍵結構較多的硫化膠和多硫交聯鍵較多的 硫化膠相比，屈撓性能和機械強度性能下降，這些性能在動態條件下是極為重要。隨著 輪胎工業的快速發展，橡膠界的同仁一直在潛心研究如何消除和減少橡膠在硫化過程中 的返原現象，同時又能保持輪胎有高的屈撓性能和機械強度性能，延長輪胎使用壽命。 目前橡膠界研究消除和減少橡膠在硫化過程中的返原現象主要通過兩種方法，其一還是 研究改進硫化工藝，其二就是在橡膠中加入一定量的抗硫化返原劑。第一種方法的報道 很少，第二種方法多有報道，主要是在膠料中加入1，3-雙(檸糠酰亞胺甲基)苯(PK900) 提高硫化膠的抗硫化返原性，PK900的作用原理是：當硫化膠硫化返原時，多硫交聯鍵 斷裂，硫化膠中有環二硫化物和共軛二烯生成，這時PK900被激活與共軛二烯發生狄爾 斯-阿德爾反應，生成熱穩定的具有柔性的長C-C交聯鍵，從而補償硫化返原造成交聯 鍵損失，而這種交聯鍵熱穩定性好，不易再發生變化，從而維持硫化膠交聯密度，也就 保持了硫化膠的物理機械性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在橡膠硫化過程中具有很強的抗硫化返原 活性的抗硫化返原劑。

本發明還要解決的一個技術問題是提供上述橡膠抗硫化返原劑的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種橡膠抗硫化返原劑，它包括如下重量百分比的組份：脂肪酸鋅50～55％、芳香 酸鋅23～28％、帶有支鏈的多碳酸鋅17～22％。

其中，所述的脂肪酸鋅為含12～18個碳的飽和脂肪酸鋅，優選硬脂酸鋅。

其中，所述的芳香酸鋅為苯基甲酸鋅。

其中，所述的帶有支鏈的多碳酸鋅為帶有乙基支鏈的6碳酸鋅。

本發明的橡膠抗硫化返原劑可從市場上直接購買上述三種組份，按配方量混合均勻 即可。

本發明的橡膠抗硫化返原劑的另一種制備方法為，將脂肪酸加入反應釜中，加熱攪 拌至熔化，繼續加熱至90～95℃再將芳香酸和帶有支鏈的多碳酸加入反應釜中，繼續升 溫至100～105℃，并加熱攪拌至混合均勻，將ZnO分3～4批加入反應釜中，在100～110℃ 下，攪拌反應1～1.5小時，脂肪酸、芳香酸和帶有支鏈的多碳酸的總和與ZnO的摩爾比 為2∶1，取樣測定產物熔程在90～120℃，反應結束，經廻旋冷凝造粒機冷卻造粒即得。

其中，所述的脂肪酸為含12～18個碳的飽和脂肪酸，優選硬脂酸。

其中，所述的芳香酸為苯基甲酸。

其中，所述的帶有支鏈的多碳酸為帶有乙基支鏈的6碳酸。

其中，ZnO在0.5小時內全部加入完畢，每批重量無限制，目的是促進反應完全。

脂肪酸、芳香酸、帶有支鏈的多碳酸和ZnO的投料量計算方法如下：

由于12～18個碳的飽和脂肪酸、苯基甲酸、帶有乙基支鏈的6碳酸均為一元羧酸， 而ZnO中的Zn為2價，所以上述三種一元羧酸的總和與ZnO的反應摩爾比為2∶1， 即2mol上述三種一元羧酸各和1mol?ZnO反應各生成2mol鋅皂。以硬脂酸為例，將2mol 硬脂酸和1molZnO折算成重量比即為0.87∶0.13，2mol苯基甲酸和1molZnO折算成重量 比即為0.65∶0.35，2mol帶有乙基支鏈的6碳酸和1molZnO折算成重量比即為0.78∶0.22。 然后以本發明橡膠抗硫化返原劑中三種鋅皂的百分比含量乘以各自的由反應摩爾比折 算成的重量百分比，分別計算出各參與反應的有機酸和ZnO的投料重量。