关于新型防焦剂的品类与性能详解

　　防焦剂的品类与性能

　　可以用作橡胶防焦剂的化学品有三类，即有机酸类、亚硝基化合物类和次磺酰胺类。

　　(1)有机酸类：如水杨酸、安息香酸、邻乙酸苯甲酸、邻苯二甲酸酐。此类化学品防焦能力弱，对促进剂品种选择性大，会降低硫化速度和硫化胶性能，对皮肤有刺激作用。其中较常用的是邻苯二甲酸酐，可以用于浅色橡胶制品，而且仅对碱性促进剂DPG、MBT促进剂有效，对NOBS、TMTD无效。

　　(2) 亚硝基化合物类：N-亚硝基二苯胺、N-亚硝基-苯基-β-萘胺、N-亚硝基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物。其中常用的是N-亚硝基二苯胺(NDPA)。与有机酸不同，该类防焦剂对常用的噻唑类和次磺酰胺类促进剂都有较好的防焦作用。

　　(3) 次磺酰胺类防焦剂：是含有S-N键合的一系列化合物，分子结构通式如下：

　　R1(R2)-N-S-R3

　　随R基不同可以获得不同性能的防焦剂。其中商品CTP或PVI是Z优异的防焦剂。

　　任何防焦剂都应当符合橡胶加工性能要求，即具有优良的防焦性能;对不同促进剂和焦种选择性小;对其他配合剂不敏感;对胶料的硫化特性和硫化胶性能无不良影响;贮存稳定和操作性能好;不结块，不飞扬，易分散，不喷霜;符合工艺安全和卫生要求。

　　新型防焦剂：N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺

　　N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺[N-(cyclohexylthio)phthalimide]

　　CAS号：17796-82-6

　　其他名称：焦烧迟延剂;早期硫化阻止剂;防焦剂CTP;防焦剂PVI

　　物化性质：浅黄褐色结晶。从正庚烷中重结晶的产品为白色晶体。溶于丙酮、苯、甲苯、乙醚和乙酸乙酯，不溶于水。可溶于热的四氯化碳、乙醇和庚烷。贮存时应避免过高或过低的温度和湿度。可燃，低毒。

　　制造方法：将环己烷与盐酸反应，生成氯化环己烷。再用硫进行硫化制得氯硫代环己烷。Z后用邻苯二甲酰亚胺与氯硫代环己烷在吸酸剂存在下反应制得产品。

　　应用：可用于天然橡胶和合成橡胶，能有效地防止胶料在加工过程中发生焦烧，提高生产效率。同时对于已经经受高热或有轻微焦烧的胶料具有复原作用。N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺广泛应用于可用硫磺硫化的弹性体，与各种通用促进剂并用都有良好的防焦效果。配用防焦剂CTP，无论是开放或高温快速密炼，均可以采用一段混炼工艺而有效阻止焦烧。可以与促进剂M、DM、TMTD和有效或半有效硫化体系并用改善胶料性能。可以提高压延和压出的生产效率。有利于提高橡胶与镀黄铜钢丝的粘合，被广泛应用于各种通用型橡胶以及包括丁腈橡胶、乙丙或三元乙丙橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶等特种橡胶。贮存时应避免过高或过低的温度和湿度，置于通风干燥处，避免受热、受潮。

　　防焦剂CTP，学名N-环己基硫代邻苯二甲酞亚胺，60年代末由美国孟山都公司开发，80年代初得到橡胶制品行业的广泛认可。该品在含有次磺酞胺促进剂的胶料中可以改善胶料的焦烧时间，而对硫化速度和硫化胶性能没有多大影响，而胶料的抗焦烧时间在较宽的范围内可以通过其用量的变化加以调节。它的出现正好解决了现代橡胶的焦烧问题，被看作是二次世界大战以来橡胶助剂领域的一次革命。

　　化学性质

　　白色、灰白色、浅黄褐色结晶粉末。从正庚烷中重结晶的产品为白色晶体。溶于丙酮、苯、甲苯、乙醚和乙酸乙酯，不溶于煤油和水，微溶于汽油，可溶于热的四氯化碳、乙醇和庚烷。贮存时应避免过高后过低的温度和湿度。可燃，低毒。

　　制备方法

　　由酞酰亚胺与环己基次磺酰氯反应而得。也可由二环己基二硫化物经氯化后与酞酰亚胺缩合。

　　将环己烷与盐酸反应，生成氯化环己烷。再用硫进行硫化制得氯硫代环己烷。Z后用邻苯二甲酰亚胺与氯硫代环己烷在吸酸剂存在下反应制得产品。

　　目前国内防焦剂CTP的生产工艺多采用非均相反应体系，该方法工艺控制容易，收率高，但是产品质量难以满足全钢丝子午胎的要求。

　　均相反应体系

　　常用的溶剂有甲苯、四氯化碳等，由于反应产物也溶于这类溶剂，反应过程始终处于均相状态。反应完成后，需部分脱除反应溶剂，再加入另一种与之互溶的有机溶剂，让产物其它杂质分离。例如，0.05mol二环己基二硫化物溶于一定的四氯化碳中，通入一定的氯，制得环己基次磺酞氯的四氯化碳溶液，并于20~30℃滴加到0.lmol邻苯二甲酞亚胺和0.12mol三乙胺的四氯化碳溶液中，反应lh。脱除部分溶剂，再加轻汽油，使产品析出，得CTP13.89，纯度99.4写，收率53%。

　　非均相反应体系

　　制备的环己基次磺酞氯和邻苯二甲酞亚胺盐分别溶于互不相溶的两种溶剂中，相互反应，产物也不溶于所用溶剂，使之边反应边析出。例如，环己基次磺醚氯的己烷-丁烷溶液在7-8℃与邻苯二甲酞亚胺钠水溶液反应，反应3Omin，产品收率85%。由于邻苯二甲酞亚胺也不溶于该反应体系，如何降低产品中未反应的邻苯二甲酸亚胺的量是该方法成功的关键。