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科普橡胶促进剂

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科普橡胶促进剂


促进剂

是在橡胶的交联反应中为促进硫化剂与橡胶分子的反应以利于形成交联键、缩短硫化时间、降低硫化温度、减少硫黄用量、提高硫化橡胶制品的物理、化学性质而使用的物质,分为无机促进剂和有机促进剂两大类。

1844年Goodyear首先使用了碱性碳酸盐,而后到20世纪初使用了无机促进剂。而自1906年Oenslager发现了苯胺和苯胺衍生物的二苯基硫脲(促进剂CA)等促进剂的效果以来,有机促进剂得到了显著发展。即相继开发了正丁基黄原酸锌(1915)、二甲基二硫代羟基甲酸锌(1918)、二硫化四甲基秋兰姆(1919)N,N-二苯胍( 1920)、2-硫醇基苯并噻唑(1921)、二硫化二苯并噻唑(1923)、N,N-氧二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺(1932)、N,N

´

-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(1960~1970)等。现在使用的促进剂以有机促进剂为主,无机促进剂用作促进助剂。

有机促进剂

大致分为胍类、醛胺类、醛氨类、噻唑类、次磺酰胺类、硫脲类、秋兰姆类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、混合促进剂类等。选择促进剂时要考虑促进剂的促进效果、活化温度、焦烧性、平均硫化性、污染性和着色性、毒性和臭味、分解性、对可塑度的影响、对物性的影响、耐老化性、并用等效果。

现在促进剂的基本结构几乎都是在上世纪30年代开始确定。现在日本使用的促进剂全部在化审法(日本关于化学物质审查与制造等规定的法律)设定时进行注册,其安全试验也正在进行中。

近十几年间,日本在加强对促进剂的安全卫生性的重新评价工作,一个问题是关于化合物本身的安全卫生性,另一个问题是硫化中产生致癌性物质的亚硝酸胺。关于前者以前曾指出亚乙基硫脲(促进剂NA-22)的致癌性,对其便给予了注意,而最近根据化审法的试验结果断定秋兰姆类的促进剂TMTD有致癌性的嫌疑。

关于后者,早期曾指出亚硝基类防焦剂与作为主促进剂的NOBS相当品并用产生亚硝基吗啡啉,后来从橡胶乳首先发现了亚硝胺或其先驱体的仲胺的问题。按德国技术规则进行规定,含仲胺的次磺酰胺类和秋兰姆类或二硫代氨基甲酸盐类均纳入该范畴,进行过重新评价。

2.1

胍类(

Guanidines

   该促进剂的促进作用一般较缓慢,虽能制得硬度较大的坚强制品,但硫化平坦性较差,有污染性,耐老化性也不太好。但与其它促进剂的并用效果大。多为碱性促进剂,促进剂以外的酸性配合基有迟延硫化的倾向。

2.1.1

二苯胍(

diphenl guanidi

ne;DPG

D

   (1)性状  稍具苦味非吸湿性粉末。无臭味。比重1.13~1.23。熔点144~146℃。溶于氯仿、乙醇、甲苯、苯、丙酮,不溶于水、汽油。FDA合格品(橡胶制品)。德国食品法认可用于牛乳管的促进助剂。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、CR等的促进剂,促进能力中等,临界温度140℃左右。稍具焦烧性且对橡胶稍有污染,因此不适用于与食品接触的橡胶制品或淡色、白色橡胶制品。能使未硫化胶稍具挺性。此外,在氯丁橡胶中有增塑剂的作用。适用于胶鞋、工业橡胶制品、硬质胶制品。

2.1.2

二邻甲苯胍(

di-ortho-tolyl guanidine;DOTG

   (1)性状  白色非吸湿性粉末。稍具苦味,无臭味。比重1.10~1.20。熔点165~171℃。易溶于氯仿、乙醇、乙酸乙酯、丙酮,微溶于醇、甲苯、苯,不溶于水、汽油。FDA合格品(橡胶制品)。

   (2)作用  用于天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、CR。活性与二苯胍(DPG)相似,但临界温度稍高,稍具焦烧倾向,对橡胶有一定程度污染。不适用于与食品接触橡胶制品、淡色橡胶制品。可由噻唑类、次磺酰胺类促进剂活化,与这些促进剂并用效果大。能使未硫化橡胶稍硬化。对于某些类型氯丁橡胶还起增塑剂的作用。

2.1.3

邻甲苯基二胍(

ortho-tolyl diguanidine;DOTG

   (1)性状  白色粉末。有吸湿性,无味。比重1.26。熔点140℃。溶于乙醇、二氯甲烷、热水,微溶于丙酮、乙酸乙酯、冷水,不溶于氯仿、苯、汽油。德国食品法认可用于食品用橡胶制品。

   (2)作用  用于天然橡胶、SBR、NBR等。与二苯胍相比,污染性较小,焦烧倾向也小。能使未硫化橡胶稍硬化,能提高硫化胶的定伸应力和硬度。可得到无毒、无味、无臭的硫化物,因此也可用于制造食品方面和医药用橡胶制品。

2.1.4

邻苯二酚硼酸的二邻甲苯基胍盐(

di-ortho-tolyl guanidine salt of dicatechol borate

   (1)性状  浅棕色粉末。比重1.14~1。26。熔点165℃以上。有苦味。溶于苯、乙醇,微溶于水,难溶于汽油。FDA合格品(橡胶制品)。

   (2)作用  氯丁橡胶(特别是硫黄调节型)的准超促进剂。对于天然橡胶、SBR则成为噻唑类和秋兰姆类促进剂的活性剂,能提高定伸强度和稍具防劳性。用于氯丁橡胶的电缆包覆和模制品,以及天然橡胶、SBR的一般制品(与食品接触制品除外)和工业制品的制造。

2.

醛胺类(

Aldehyde-amines

   醛胺类促进剂是有脂肪族醛与脂肪族和芳香族胺的反应物或缩合生成物。一般强力性的较少,硫化平坦性好,具防老作用和软化作用,多数污染橡胶。多用于活化其它种类促进剂,作为一般碱性促进剂使用。陶土配合时有迟延硫化的倾向。

2.2.1

正丁醛与苯胺缩合物(

condensation product of n-butyl aldehyde and aniline

   (1)性状  半透明棕褐色液体。有芳香味。比重0.93~1.32。溶于苯、丙酮、二氯甲烷、汽油,不溶于水。碘值670~705的树脂为FDA合格品(制造橡胶制品)。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、CR用的准超促进剂。硫化平坦性好,不易焦烧。可制得柔软而且耐老化和抗撕裂性良好的制品,特别适用于再生胶用量多的配合,但污染橡胶。与酸性促进剂相互活化。对于SBR、BR、NBR作为促进剂使用为宜,对于氯丁橡胶可用于自然硫化。用于硬质橡胶制品、电线被覆、工业制品。

2.2.2

同系丙烯醛与芳香碱缩

合物(

condensation product of homologous acroleines and aromatic bases

   (1)性状  棕褐色液体。比重0.99。有芳香味。易溶于苯、四氯化碳、丙酮、乙醇、乙酸乙酯、二氯甲烷,可溶于汽油,几乎不溶于水。

   (2)作用  天然橡胶、合成橡胶用准超促进剂,可给予硫化胶以高定伸强度和高弹性,用途广泛。与二硫代氨基甲酸锌和秋兰姆类、硫醇类、次磺酰胺类促进剂相互进行活化。用于轮胎特别是实心轮胎、内胎、缓冲材料、胶带、硬质胶、再生胶配合量多的工业制品。有污染性,给予制品以臭味。

2.3

醛氨类(

aldehyde-ammonias

   由脂肪族醛与氨的反应产物,与醛胺类促进剂相同是碱性促进剂。

2.3.1

六亚甲基四胺(

hexamethylene tetramine

   (1)性状  吸湿性白色粉末或结晶。比重1.3左右。加热至230~280℃即升华,熔点不明显。易溶于水、二氯甲烷,可溶于乙醇,难溶于苯、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳,不溶于汽油。对皮肤有刺激性。FDA合格品(橡胶制品)。

   (2)作用  天然橡胶用的弱促进剂。因无变色性或污染性,对于白色、淡色、透明制品多与噻唑类、秋兰姆类促进剂并用,基本不单独使用。由于硫化时分解产生甲醛水,所以不宜用于与食品接触的橡胶制品和医用橡胶制品等。此外,其硫化剂制品带有特殊臭味。

2.3.2

乙醛氨(

acetaldehyde ammonias

   (1)性状  白色至淡黄色粉末。有吸湿性,遇水分解。熔点93~97℃。溶于水、乙醇、苯,难溶于汽油,但加热时溶解。有不愉快臭味,对粘膜有刺激性。

   (2)作用  天然橡胶用的弱促进剂,有防老化作用。有污染性。无氧化锌等活性剂情况下也能促进某种程度硫化。可得定伸强度极低的硫化品,与少量噻唑类促进剂并用可提高定伸强度。特别适用于胶丝、弹性橡皮筋、高尔夫球芯等。

2.4

噻唑类(

Thiazoles

    该类促进剂属于酸性促进剂,一般污染性小,显示硫化平坦性,可给出耐热老化性和物性等优异的硫化物。作为准超促进剂几乎适用于所有橡胶。特别是硫醇基苯并噻唑,作为酸性促进剂的代表品得以广泛应用。

2.4.1 2-

硫醇基苯并噻唑(

2-mercaptobenzothiazole

   (1)性状  淡黄色粉末。比重1.46~1.52。熔点165~180℃。具微臭和特殊苦味。溶于丙酮、乙醚、乙醇、甲苯、苯、氯仿、二硫化碳、四氯化碳等,微溶于汽油,不溶于水。无吸湿性。FDA合格品(橡胶制品、粘合剂),德国食品法认可用于食品用橡胶。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、 EPDM、IIR、CR用的准超促进剂,是现在使用率最高的主要促进剂之一。对于某些类型氯丁橡胶还起着硫化迟延剂和防焦剂的作用。临界温度在125℃左右,具有宽硫化范围,有防老化作用,污染性非常小,也可用于白色、浅色制品。由胍类、秋兰姆类、醛氨类、醛胺类等促进剂进行活化,与这些种类促进剂并用效果好,几乎可采用所有并用方式。因有苦味而不适用与食品接触的制品,以及与口腔接触的制品。焦烧倾向大,但可用于要求硫化速度快的一般制品。

2.4.2

二硫化二苯并噻唑(

dibenzothiazyl disulfide

   (1)性状  白色至淡黄色粉末。比重1.45~1.59。熔点165~175℃。无苦味。溶于甲苯、苯、二硫化碳、氯仿、氯苯,微溶于1,2-二氯乙烯,难溶于乙醚、丙酮,不溶于水、乙醇、汽油。无吸湿性。FDA合格品(橡胶制品、粘合剂),德国食品法认可用于食品用橡胶。

   (2)作用  作为天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、 EPDM的准超促进剂,是需要量最大的主要促进剂之一。对于某些品种氯丁橡胶起硫化迟延剂的作用。其性质基本与硫醇基苯并噻唑(促进剂M)相同,不同点是不易焦烧。因此,除了作为迟延性促进剂单独使用外,还有与碱性促进剂并用,或者与促进剂TMTD并用,或为了延缓促进剂M的焦烧性由其部分取代等各种用法。基本无污染性,但其硫化胶带苦味,因此不适用于与食品接触制品,特别是用于模制品和挤出制品。

2.4.3 2-

硫醇基苯并噻唑锌盐

zinc salt of 2-mercapto benzothiazole;ZnMBT

   (1)性状  淡黄色粉末。比重1.63~1.72。加热至200℃以上时不熔融而分解。微溶于丙酮、甲苯、苯、四氯化碳、二氯乙烯、乙醇,不溶于水、汽油、乙酸乙酯。无吸湿性。稍具臭味和苦味。FDA合格品(橡胶制品、粘合剂)。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、 EPDM以及这些橡胶的胶乳用的准超促进剂,对于干胶,表现的性能基本与促进剂M相同,但焦烧性较小,硫化起始速度慢一些。无污染性和喷霜倾向,硫化范围宽,有防老化作用。用法以促进剂M为准,适用于模压硫化制品。另外,对于胶乳作为兼具防老化能力的中速促进剂发挥作用,可与普通超促进剂并用。其硫化橡胶带苦味,因此可用于食品用途以外的一般橡胶制品和胶乳制品。

2.4.4 2-

硫醇基苯并噻唑钠盐(

sodium salt of 2-mer-captobenzothiazole;NaMBT

   (1)性状  淡黄棕色液体。比重1.20~1.22。溶于水、乙醇,微溶于甲苯、苯,不溶于三氯乙烷、粗汽油、庚烷、二甲苯、二硫化碳。有吸湿性。其硫化胶带有特异臭味和苦味。

   (2)作用  胶乳用促进剂。适用于自然硫化胶浆和热水硫化制品等。具水溶性,无污染性。硫化胶的物性好,具有防老化作用。但因有苦味而不易。也用于金属防蚀剂。

2.4.5 2-

硫醇基苯并噻唑环己胺盐(

cyclo hexylamine salt of 2-mer-captobenzothiazole;CMBT

   (1)性状  淡黄色至灰白色粉末。比重1.28。熔点150℃以上。有吸湿性,有胺臭和苦味。易溶于水、乙醇,可溶于丙酮,难溶于苯、汽油。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、 EPDM、胶乳用促进胶。对于干胶具有相当强的促进力,但焦烧倾向大。对缩短硫化时间、防止塌模下垂有效果。因溶于水而主要用胶乳,但使用条件比锌盐的情况稍困难。污染性虽然不太大,但其硫化胶有苦味,因此只能用于不与食品接触的胶乳制品和胶乳海绵。

2.4.6 N,N´-

二乙基二硫代氨基甲酸

-2--

硫醇基苯并噻唑(

N,N´-diethylthiocarbamoyl-2-mer-captobenzot

hiazole

   (1)性状  淡黄色至黄褐色粒状或粉末。比重1.30。熔点70℃以上。溶于苯、丙酮,不溶于水。有特殊臭味和苦味,无吸湿性。FDA合格品(橡胶制品)。

   (2)作用  天然橡胶、SBR、IR、BR、NBR、 EPDM用准超促进胶。与促进剂CBS相比稍有焦烧性。硫化起始速度表现超促进剂的状态。即使单独使用也能满足要求,但与碱性促进剂并用效果更好。硫化橡胶的物性高,具有防老化作用。因无污染性或着色性,所以可用与白色、鲜明、透明制品,易用于BR与天然橡胶或SBR的并用配合物。

2.4.7

2-

4´-

吗啡啉基二硫代)苯并噻唑

[2-

4´-mo....


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