[发明专利]一种稀土配合物橡胶促进剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土配合物橡胶促进剂及其制备方法与应用，属于橡胶促进剂的制备和应用领域。

背景技术

稀土元素具有独特的4f电子结构、大的原子磁矩、很强的自旋偶合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在6～12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也多种多样，致使稀土元素及其化合物无论是在传统领域还是高技术新材料领域都能得到极为广泛的应用。橡胶是高分子材料的重要组成部分，具有其它材料不可替代的特殊性能，稀土具有其它材料所没有的多种特性，研究稀土在橡胶中的应用是研究高分子材料的一个热门课题。

近些年来，将稀土掺杂到高分子材料基质中制备出稀土高分子材料，因其不受基质影响而显示出稀土离子的特性，在使用过程中显示出其他材料无法比拟的优点，它的开发和应用越来越受人们的重视。掺杂稀土的高分子材料也开始走向实用化，开始在各领域发挥作用。键合型稀土高分子的研究历史还短，目前研究主要侧重在其合成、结构和性质上，至于其应用，除个别已得到实际应用外大多尚处于探索阶段。但从它们显示的优异性能(荧光、激光、磁学和催化等)看，键合型稀土高分子无疑是一类应用潜力很大的功能材料，它们的重要性将随着研究的深入而日益显示出来。

橡胶硫化促进剂是能够加快橡胶与硫化剂反应速率的一类物质。目前使用的无机促进剂大多为过渡金属和碱土金属的配合物,这类促进剂在应用过程中普遍存在硫化稳定性差、易焦烧和存在一定毒性等缺点,因此人们不断在延长焦烧时间和提高硫化促进效能方面研究开发。不少文献发现稀土配合物具有橡胶硫化促进剂的作用，并且其焦烧性能和硫化促进性能都能达到国家品质标准。

另外，开发不产生亚硝胺的促进剂是当今橡胶工业的研究热点之一，所以制备新型的绿色环保的橡胶促进剂具有重要的研究意义。二苯胍（促进剂D）主要用作天然橡胶和合成橡胶的中速促进剂。它常用作噻唑类、秋兰姆类及次磺酰胺类促进剂的活性剂，与促进剂DM、TMTD并用时，可连续硫化，广泛用于制造轮胎、胶板、鞋底以及其它工业橡胶制品。但是用它硫化的橡胶制品热稳定性能稍差，着色性强，所以能研制出即具有促进剂D的促进性能，又能改善胶料的着色性和热稳定性能的促进剂具有重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种稀土配合物橡胶促进剂及其制备方法与应用，其特点是将稀土促进剂引入对橡胶性能的影响，并改善促进剂D着色性强，耐老化性能和热稳定性能较差的缺陷。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外均为重量份数。

稀土配合物橡胶促进剂由稀土离子与具有硫化促进作用的有机化合物配体制备得到，其分子结构式为：

其中，Re为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)。

所述橡胶为天然橡胶和或合成橡胶。

所述稀土配合物橡胶促进剂由以下组分组成

浓度为1％～80%的二苯胍溶液    摩尔数为0.01~10mol

稀土盐                        摩尔数为1％～100％。

所述稀土配合物橡胶促进剂促进剂的制备方法包括以下步骤：

将二苯胍（D）加入到有机溶剂中配成质量浓度为1％～80%优选为10％～60%的溶液，摩尔数为0.01~10mol，加入摩尔数相当于二苯胍摩尔数1％～100％优选为10％～60%的稀土盐，然后在温度20～120℃，优选为40～80℃，搅拌0.1～10h，优选为1～8h，将得到的产物过滤，洗涤，干燥得到粉末状的目标产物，即得二苯胍稀土促进剂（命名为促进剂DRe），其分子结构式如下：

式中Re为稀土元素。

所述有机溶剂为丙酮、甲苯、苯、乙醇、甲醇、氯仿或醋酸乙酯中的任一种。

所述稀土盐为氯化稀土，硝酸稀土，硫酸稀土或氟化稀土中的任一种。

所述稀土盐中的稀土包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)中的中的至少一种。

性能测试：

1、采用红外光谱对稀土配合物橡胶促进剂的结构测试得到证实，如图1所示。