英文名稱:anti-scorching agent;vulcanization retarder

一般包括亞硝基化合物(如N-亞硝基二苯胺等)、有機酸類(如苯甲酸、鄰苯二甲酸酐等)和硫代亞酰胺類(如N-環已基硫代鄰苯二甲酰亞胺)等。常用的有草酸、琥珀酸、乳酸、鄰苯二甲酸酐、水楊酸、苯甲酸、油酸等,其中以鄰苯二甲酸酐、水楊酸使用較多。但這些物質影響成品的物理機械性能,不宜多用。近年出現的新型防焦劑CTP(N-環己基硫代鄰苯二甲酰胺)有優良的防焦效果,通過常握用量,可有效地控制焦燒時間。

在橡膠工業中隨著生產的發展和橡膠制品性能的提高,相繼出現了橡膠在加工過程中生熱量增大的問題。因此,何確保加工過程中的安全性已成為一個非常重要的課題。現在普遍采用的主要方法是在工藝加工過程中添加少量的防焦劑(或稱焦燒防止劑、阻滯劑),來提高加工過程的安全性,增加膠料或膠漿的貯存壽命。當調整硫化體系難以達到需要的操作安全時,加入防焦劑往往可以很簡便地滿足對膠料焦燒性能的要求。防焦劑盡管配用量極少,但配入膠料后,對膠料性能或多或少有一些不良影響,因此一般盡可能不用。

橡膠加工與防焦劑

膠料在貯存和加工過程中因受熱的作用會發生早期硫化(交聯)并失去流動性和再加工的能力,這就是焦燒現象。膠料的焦燒是橡膠加工過程中常見的問題之一。特別是在現代特征的高溫、快速、高效加工工藝中和配用容易引起焦燒的配合劑(如補強樹脂、間甲白體系黏合劑、細粒子炭黑等),焦燒問題更容易發生。焦燒可以通過調整硫化體系解決,但要小心引起膠料性能的改變;可以通過冷卻來改善膠料貯存或加工條件,但需要復雜的裝備。現在廣泛認為,配用防焦劑是最為簡單易行的防止焦燒的方法。因此,防焦劑成為橡膠加工安全的一個重要操作助劑。

防焦劑的品類與性能

可以用作橡膠防焦劑的化學品有三類,即有機酸類、亞硝基化合物類和次磺酰胺類。

1、有機酸類:如水楊酸、安息香酸、鄰乙酸苯甲酸、鄰苯二甲酸酐。此類化學品防焦能力弱,對促進劑品種選擇性大,會降低硫化速度和硫化膠性能,對皮膚有刺激作用。其中較常用的是鄰苯二甲酸酐,可以用于淺色橡膠制品,而且僅對堿性促進劑DPG、MBT促進劑有效,對NOBS、TMTD無效。

2、亞硝基化合物類:N-亞硝基二苯胺、N-亞硝基-苯基-β-萘胺、N-亞硝基-2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物。其中常用的是N-亞硝基二苯胺(NDPA)。與有機酸不同,該類防焦劑對常用的噻唑類和次磺酰胺類促進劑都有較好的防焦作用。

3、次磺酰胺類防焦劑:是含有S-N鍵合的一系列化合物,分子結構通式如下:

R1(R2)-N-S-R3

隨R基不同可以獲得不同性能的防焦劑。其中商品CTP或PVI是最優異的防焦劑。

任何防焦劑都應當符合橡膠加工性能要求,即具有優良的防焦性能;對不同促進劑和焦種選擇性小;對其他配合劑不敏感;對膠料的硫化特性和硫化膠性能無不良影響;貯存穩定和操作性能好;不結塊,不飛揚,易分散,不噴霜;符合工藝安全和衛生要求。

新型防焦劑:N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺

N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺[N-(cyclohexylthio)phthalimide]

CAS號:17796-82-6

其他名稱:焦燒遲延劑;早期硫化阻止劑;防焦劑CTP;防焦劑PVI

物化性質:淺黃褐色結晶。從正庚烷中重結晶的產品為白色晶體。溶于丙酮、苯、甲苯、乙醚和乙酸乙酯,不溶于水。可溶于熱的四氯化碳、乙醇和庚烷。貯存時應避免過高或過低的溫度和濕度。可燃,低毒。

制造方法:將環己烷與鹽酸反應,生成氯化環己烷。再用硫進行硫化制得氯硫代環己烷。最后用鄰苯二甲酰亞胺與氯硫代環己烷在吸酸劑存在下反應制得產品。

應用:可用于天然橡膠和合成橡膠,能有效地防止膠料在加工過程中發生焦燒,提高生產效率。同時對于已經經受高熱或有輕微焦燒的膠料具有復原作用。N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺廣泛應用于可用硫磺硫化的彈性體,與各種通用促進劑并用都有良好的防焦效果。配用防焦劑CTP,無論是開放或高溫快速密煉,均可以采用一段混煉工藝而有效阻止焦燒。可以與促進劑M、DM、TMTD和有效或半有效硫化體系并用改善膠料性能。可以提高壓延和壓出的生產效率。有利于提高橡膠與鍍黃銅鋼絲的粘合,被廣泛應用于各種通用型橡膠以及包括丁腈橡膠、乙丙或三元乙丙橡膠、丁基橡膠和氯丁橡膠等特種橡膠。貯存時應避免過高或過低的溫度和濕度,置于通風干燥處,避免受熱、受潮。