[发明专利]二硫代二苯并噻唑类化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了二硫代二苯并噻唑‑2‑硫酮类化合物及其制备方法。此外，该化合物还涉及在橡胶制品中的应用。本发明的二硫代二苯并噻唑‑2‑硫酮类化合物不仅能促进橡胶硫化，而且能延长橡胶制品的使用寿命，并且在橡胶硫化过程中还具有后效性。

发明领域

本发明涉及橡胶助剂领域，具体涉及一种橡胶防老剂及其制备方法和在橡胶生产中的应用。

背景技术

橡胶助剂主要为防老剂和促进剂，此外还有品种繁多的其他加工助剂。它们是橡胶工业中不可或缺的重要部分，对改善橡胶性能、降低生产成本、延长产品使用寿命起到重要的作用。

橡胶促进剂是指橡胶硫化促进剂，在橡胶硫化过程中起着非常重要的作用。橡胶硫化主要使用硫磺来进行，但是硫磺与橡胶的反应非常慢，因此硫化促进剂应运而生。促进剂加入胶料中能促使硫化剂活化，从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。促进剂按化学结构可分为次磺酰胺类、噻唑类、秋兰姆类、胍类、硫脲类和二硫代氨基甲酸盐类。其中噻唑类的硫化活性好，并且能赋予硫化胶良好的耐老化性能和耐疲劳性能，应用最广泛，尤其是促进剂DM(二硫代二苯并噻唑)。

橡胶防老剂是一种在橡胶生产过程中加入的能够延缓橡胶老化、延长橡胶使用寿命的化学物质。防老剂按化学结构可分为萘胺类、酚类、喹啉类、二苯胺类和对苯二胺类。其中性能优异且应用最广泛的防老剂是对苯二胺类，尤其是PPD系列，但此类物质作为防老剂存在易迁移、易渗出的问题，导致橡胶制品中有效防老剂的浓度降低，进而影响防老剂的抗老化效果。

为了提高橡胶制品的性能，并且延长橡胶制品的使用寿命，通常将橡胶促进剂和防老剂进行复配，利用组分之间的协同作用，最大限度地发挥促进剂和防老剂的作用。目前为止，还未存在一种物质同时具有防老剂和促进剂的功效。

发明内容

针对现有技术中橡胶防老剂存在易迁移的问题，本发明的目的是提供一种既能延长橡胶制品的使用寿命，又能促进橡胶硫化的化合物，具体为二硫代二苯并噻唑类化合物。

本发明的另一目的是提供二硫代二苯并噻唑类化合物的制备方法。

本发明的第三目的是提供二硫代二苯并噻唑类化合物的应用，具体是该类化合物作为橡胶防老和硫化促进剂，应用在橡胶制品生产中，尤其是轮胎生产中。

现有技术中，对苯二胺类防老剂存在易于从橡胶制品内部向外迁移的问题，本发明人意外的发现二硫代二苯并噻唑类化合物的结构既含有对苯二胺类的结构，又含有二硫代苯并噻唑类的结构，因此此类化合物在橡胶硫化过程中与橡胶发生化学反应，以化学键的形式结合于硫化胶的网构之中，具有非迁移性，从而提高了其在橡胶中的分散性和稳定性；并且此类化合物的分子量大，也能提高其在橡胶中的稳定性。因此能延长橡胶制品的使用寿命。

所以，本发明提供的二硫代二苯并噻唑类化合物，既能促进橡胶硫化，又能延长橡胶制品的使用寿命。该类化合物结构由通式(Ⅰ)表示：

式中，R代表连接在苯环上的一个取代基，选自氢或低级烷基。

本发明式(Ⅰ)化合物的低级烷基，是指具有1-6个碳原子的链状的脂肪烃基，优选为具有1-3个碳原子的链状的脂肪烃基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基等，优选为甲基。

本发明式(Ⅰ)化合物中，优选R为氢或苯环上取代的甲基，更优选R为氢。

本发明式(Ⅰ)化合物包括但不限于：

本发明另一方面提供该化合物的制备方法，包括在醇溶液的存在下，式(Ⅱ)化合物首先与碱性溶液反应成盐而溶于反应液，再将过氧化物与无机酸滴加到式(Ⅱ)化合物的盐溶液中发生氧化反应得到式(Ⅰ)化合物，同时无机酸中和游离出来的碱。反应式如下：