新的基于腰果酚的有機硫化劑、其制備方法及使用其的輪胎用橡膠復(fù)合組合物的制作方法
【專利摘要】本申請公開了一種用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法、通過該方法獲得的基于腰果酚的有機硫化劑及使用基于腰果酚的有機硫化劑的橡膠復(fù)合物和輪胎組合物,其中所述方法包括使腰果提取物與硫粉反應(yīng)的步驟。與使用常規(guī)硫化劑的橡膠組合物相比,使用基于腰果酚的有機硫化劑的橡膠組合物示出顯著改進的預(yù)計里程(FPS)、拉伸強度(T/S)、非硫化特性和濕牽引,并且有助于改進作為實際用車終產(chǎn)品的輪胎的耐磨性。因此,基于腰果酚的有機硫化劑可有利地應(yīng)用于在輪胎胎面的橡膠中使用的硫化過程的輪胎用橡膠復(fù)合組合物。
【專利說明】新的基于腰果酚的有機硫化劑、其制備方法及使用其的輪 胎用橡膠復(fù)合組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及新的基于腰果酚的有機硫化劑、其制備方法及使用其的輪胎用橡膠復(fù) 合組合物。更特別地,本發(fā)明涉及通過使從腰果提取的腰果酚與硫粉反應(yīng)獲得并且具有優(yōu) 異的橡膠加工性能和橡膠復(fù)合性能(compoundability)的基于腰果酷的有機硫化劑、其制 備方法及使用其的輪胎用橡膠復(fù)合組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)諸如硫、金屬氧化物或有機過氧化物的硫化劑應(yīng)用于鏈型聚合物橡膠中的不飽 和雙鍵時,橡膠分子形成一種網(wǎng)狀連接的聚合物橡膠以提供彈性體。這被稱為硫化。這樣 的硫化的一些因素包括熱、時間或壓力等。
[0003] 天然橡膠的優(yōu)點在于其可伸長并且具有防水性,但其缺點在于加熱時變粘和冷卻 時變脆。為了解決這樣的問題而提出的一種方法是硫化法。自從Charles Goodyear發(fā)現(xiàn) 用硫使生膠硫化增加彈性并解決高溫下的粘性以及低溫下的脆性的問題,硫化方法已基本 用于天然橡膠和合成橡膠的所有領(lǐng)域。
[0004] 硫化劑的選擇和使用適當(dāng)?shù)厝Q于聚合物的組成、分子分布狀態(tài)、結(jié)構(gòu)等。通常, 硫化劑可分為有機硫化劑和無機硫化劑。有機硫化劑是通過在釋放包含在其結(jié)構(gòu)中的硫的 同時使橡膠聚合物鏈鍵合從而產(chǎn)生交聯(lián)形式來進行硫化的化學(xué)物質(zhì)。這樣的有機硫化劑包 括釋放活性硫的有機硫化劑、多官能有機硫化劑(包括肟、二亞硝基化合物、合成樹脂和聚 胺)和過氧化物硫化劑。
[0005] 依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)是典型的無機硫化劑的硫化合物包括:通過升華或熔融純化天然酸 中的硫得到的硫粉;具有晶粒結(jié)構(gòu)并且含有不溶性成分二硫化碳(cs 2)的不溶性硫;通過 多硫化物(例如五硫化鈣)分解而得到的沉淀硫;通過在膠體磨中研磨硫或從膠體不溶性 溶液中沉淀硫而得到的膠體硫等。然而,這樣的無機硫化合物的問題在于其在用作合成樹 脂的添加劑時導(dǎo)致相容性劣化,并且依據(jù)加入量而使其粘合力降低。此外,就向其中施加 無機硫或常規(guī)有機硫化劑的輪胎胎面用橡膠的復(fù)合特性而言,其對滾動阻力(R/R)、濕牽引 (T/R)、耐久性(里程)和耐磨性能的改進存有一定限制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] [技術(shù)問題]
[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供通過使從天然來源的腰果提取的有機物質(zhì)與硫 粉反應(yīng)獲得的基于腰果酚的有機硫化劑及使用其的輪胎用橡膠復(fù)合組合物,其中基于腰果 酚的有機硫化劑具有適于橡膠加工的物理性質(zhì)及橡膠復(fù)合性能,并且示出生態(tài)友好特性和 高成本效率。
[0008] [技術(shù)方案]
[0009] 在一個總的方面,提供用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其包括使腰果 提取物與硫粉反應(yīng)的步驟。
[0010] 根據(jù)一個實施方案,所述腰果提取物可以是腰果酚。
[0011] 根據(jù)另一個實施方案,所述方法包括使100重量份的腰果提取物與1重量份至10 重量份的硫粉反應(yīng)。
[0012] 根據(jù)再一個實施方案,所述反應(yīng)可以在130°c至200°C下進行。
[0013] 根據(jù)再一個實施方案,所述方法還可包括將通過使腰果提取物與硫粉反應(yīng)得到的 產(chǎn)物溶解于溶劑中以進行純化的步驟。
[0014] 根據(jù)另一個實施方案,所述溶劑可以是選自乙酸乙酯、正己烷和醚中的至少一種。
[0015] 根據(jù)再一個實施方案,基于100重量份的基于腰果酚的有機硫化劑,所述溶劑的 使用量可以為150重量份至200重量份。
[0016] 根據(jù)再一個實施方案,基于腰果酚的有機硫化劑可由如下化學(xué)式1或2表示:
[0017][化學(xué)式1]
[0018]
【權(quán)利要求】
1. 一種用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,包括使腰果提取物與硫粉反應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中所述腰果提 取物是腰果酚。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,包括使100重量 份的腰果提取物與10重量份至100重量份的硫粉反應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中所述反應(yīng)在 130°C至200°C下進行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,還包括將通過使 腰果提取物與硫粉反應(yīng)獲得的產(chǎn)物溶解于溶劑中以進行純化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中所述溶劑是 選自乙酸乙酯、正己烷和醚中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中基于100重 量份的未經(jīng)純化的基于腰果酚的有機硫化劑,所述溶劑的使用量為150重量份至200重量 份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中所述有機硫 化劑由如下化學(xué)式1或2表示: [化學(xué)式1]
其中m為6至13的整數(shù),η為1或2的整數(shù),Rl是H或甲基,R2是H或羥基,R3是 Cn,H2n,+1 (其中η'為2至5的整數(shù)),R基團相同或不同,并且每一個R代表H、Sn,,H(其中η" 為1至5的整數(shù))或
[化學(xué)式2]
其中m為6至13的整數(shù),η為1或2的整數(shù),Rl是H或甲基,R2是H或羥基,R基團相 同或不同,并且每一個R代表H、Sn,,H(其中η"為1至5的整數(shù))或
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備基于腰果酚的有機硫化劑的方法,其中所述基于腰 果酚的有機硫化劑由如下化學(xué)式3、4或5表示: [化學(xué)式3]
其中X為1至4的整數(shù),R是Η; [化學(xué)式4]
其中X為1至4的整數(shù),R是Η; [化學(xué)式5]
其中X為1至4的整數(shù),R是Η。
10. -種通過權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法得到并且由如下化學(xué)式1或2表示 的基于腰果酚的有機硫化劑: [化學(xué)式1]
其中m為6至13的整數(shù),η為1或2的整數(shù),Rl是H或甲基,R2是H或羥基,R3是 Cn,H2n,+1 (其中η'為2至5的整數(shù)),R基團相同或不同,并且每一個R代表H、Sn,,H(其中η" 為1至5的整數(shù))或
其中m為6至13的整數(shù),η為1或2的整數(shù),Rl是H或甲基,R2是H或羥基,R基團相 同或不同,并且每一個R代表H、Sn,,H(其中η"為1至5的整數(shù))或
11. 一種橡膠復(fù)合組合物,包含根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于腰果酚的有機硫化劑。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的橡膠復(fù)合組合物,基于100重量份的作為原料的橡膠,所 述橡膠復(fù)合組合物包含1重量份至2重量份的所述基于腰果酚的有機硫化劑、50重量份至 70重量份的二氧化硅和10重量份至30重量份的炭黑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的橡膠復(fù)合組合物,所述橡膠復(fù)合組合物用于輪胎胎面。
【文檔編號】C08K5/13GK104520369SQ201480000565
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】李洪大, 金振煥, 樸濟煥, 尹注暎, 樸己云, 蒂·?!の? 申請人:(株)Mnb綠地公司