以RT培司为原料合成系列新型橡胶防老剂

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NAPM能与橡胶中的不饱和键在引发剂的作 用下发生聚合反应,也能在丁二烯与丙烯腈聚合 时,将防老剂基团交联在橡胶键上。该品可用于 天然橡胶和各种合成橡胶中,明显提高耐热老化, 耐介质抽提、无迁移污染等,用量为1—3份。 2.2反应性不抽出防老剂M"1
原料:对氨基二苯胺、马来酸酐、丙酮、醋酐、 乙酸钠、二氧六环、苯。
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何龙柏 以lit培司为原料合成系列新型橡胶防老剂
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2.4新型防老剂HR【‘】 原料:对氨基二苯胺、醋酸酐、混合溶剂、催化
剂。
化学名:N一(4一苯胺基苯基)乙酰胺 结构式:
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反应式:
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操作方法:备一个带有搅拌的三口烧瓶,先加
化学名:N一(4一苯胺基苯基)马来酰亚胺 结构式:
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反应式:
162
2008年橡胶(密封)新技术交流暨信息发布会
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操作方法:备1000ml烧杯,把36.89(0.2摩 尔)对氨基二苯胺溶解在130ml二氧六环中,呈 深红色清液,向其中徐徐加入19.69(0.2摩尔) 马来酸酐苯溶液(130ml苯)搅拌,即得到N一(4 一苯胺基苯基)马来酰胺酸橙红色沉淀,过滤晾 干研细得459产品,熔点174—180℃,产率为
本文对以上几种防老剂的合成方法不作介 绍,只介绍几种以RT培司为母体的新型防老剂 的合成及其应用。
2几种新型防老剂合成方法介绍
2.1聚合型不抽出防老剂NAPM 化学名:N一(4一苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺 结构式:
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以上RT培司为母体合成的防老荆均为胺类 防老剂,这类防老剂的共性是具有优良的抗氧、抗 臭氧、抗曲挠、抗龟裂、抗热老化和抑制铜锰金属
该品在橡胶里作防老试验,性能和防老剂
入混合溶剂,之后加入对氨基二苯胺,室温搅拌下 4010、4010NA非常接近.耐热性和耐介质抽提高
使其全部溶解,并升温到30~40℃,滴加醋酸酐, 于防老剂4010和4010NA。
30min滴完,滴完料后,就在此温度下搅拌2h结 束反应。蒸馏回收溶剂,瓶底剩余物料加水搅拌
该品也属对苯二胺类防老剂,但结构上含有 活性基团酰基,对橡胶也有很好的抗氧防老效果,
目前也未查到合成和应用等相关资料,应用鉴定 正在进行中。 2.6新型防老剂HWIs】
原料:对氨基二苯胺、特戊酰氯、混合溶剂、氢 氧化钠。
化学名:N一(4一苯胺基苯基)特戊酰胺 结构式:
NH—o—NH一8一登口L
反应式:
83%。
称取259(0.09摩尔)以上生成的马来酰胺 酸中间体,5.49(O.06摩尔)乙酸纳,909(1.1摩 尔)乙酸酐,混合物在70cc条件下搅拌20min得 深红色清液,冷却后倒入水中,立即沉淀出大量暗 红色结晶。用水洗涤过滤,干燥得239产品,产率 为99%。该产品为红色结晶粉末,熔点为130— 140℃,溶于酒精和丙酮,不溶于水。
该法合成NAPM,优点不生成强污染、强腐蚀 性气体氯化氢和二氧化硫。缺点是合成步骤多, 较难操作,产率低。 2.1.3酸一胺法合成NAPM¨3
原料:对氨基二苯胺、丙酮氰醇、盐酸、对甲基 苯磺酸、二甲苯。
操作方法:是将芳胺与有机酸反应形成一个 羟基芳基酰胺中间体化合物,随后该化合物脱水 形成一个a、B不饱和酰胺。具体方法如下:将二 甲基一a一羟基丙腈(俗称丙酮氰醇)与浓盐酸反
操作方法:备一个带有搅拌的三口烧瓶,加入 对氨基二苯胺和氢氧化钠,之后加入混合溶剂,室 温搅拌下使其全部溶解,然后滴加苯甲酰氯,滴料 温度控制在25~40。C,1h滴加完,随后温度控制 在30—50。E搅拌4h,瓶内物料加水稀释,生成灰 紫色沉淀,把淀沉物用清水洗涤过滤,滤饼100℃ 烘干6h,粉碎,得到灰紫色粉末,熔点为150— 155℃。收率98℃以上。
反应式:
本文介绍以下三种合成方法。 2.1.1 酰氯化法合成NAPM[-】
原料:对氨基二苯胺、甲基丙烯酸、氯化亚砜、 甲苯、氢氧化钠、水等。

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何龙柏 以RT培司为原料合成系列新型橡胶防老剂
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操作方法:先把甲基丙烯酸和氯化亚砜按摩 尔比l:1的量室温下在带有搅拌的反应瓶里混 合加热进行反应,生成淡黄色的液体,沸点为86 ~101℃,为中间体甲基丙烯酰氯。还同时生成氯 化氢和二氧化硫气体,用管道通入氢氧化钠水溶 液进行吸收。
搅拌下使其全部溶解,然后滴加特戊酰氯,滴料温 度控制在25~40℃,用0.5h滴加完,随后温度控
2.7新型反应性防老剂MPDA【8】 原料:对氨基二苯胺、硫醇基丙酸、二甲苯、氮
制在40~45℃下搅拌4h,蒸出溶剂,瓶内剩余物 加水稀释,得到土白色沉淀,把沉淀物用清水洗涤 过滤,滤饼80℃烘干6h,粉碎,得到土白色粉末,
应,制备出a一羟基异丁酸(I),将529(I)和 77.39对氨基二苯胺在140ml含有lg对甲基苯磺 酸的二甲苯中在回流下反应给出92%产率的N 一(4一苯胺基苯基)一a一羟基异丁基酰胺(II)。 将(II)用浓硫酸脱水生成8l%产率的N一(4一 苯胺基苯基)甲基丙烯酰胺即NAPM。
该法的优点是合成产物产率较高,成本稍低, 但原料丙酮氰醇属剧毒物品,合成防护要求很高。
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的作用,被广泛用于天然橡胶及各种合成橡胶,如 轮胎、输送带及各种橡胶制品。因该类防老剂各 品种末端氨基上所带基团的不同,在性质上和用 途上也有所差异。这些防老剂的缺点是用后有污 染,不适合制造浅色制品,用量大时,在橡胶制品 中有喷出现象。
为了提高这类防老剂的防老效果和消除它的 缺点,国内外科技人员进行了大量的研究工作,着 重在RT培司的端基上连接不同的活性基团,以 改变它的性质,取得了良好的效果,也出现了许多 新的防老剂品种。
化学名:N一(4一苯胺基苯基)对甲基苯磺酰 胺
结构式:
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反应式:
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操作方法:备一个500ml的带有搅拌的三口 烧瓶,先加入309对氨基二苯胺和氢氧化钠,再加 入2009混合溶剂,开启搅拌使其物料充分溶解, 之后控温在25~40℃边搅拌边逐渐加入对甲基 苯磺酰氯粉体,一般15—20 min加完。控温40— 45℃下搅拌3.5—4h,蒸出溶剂,烧瓶内剩余物料 加3009水,继续搅拌,生成灰白色沉淀,洗涤过 滤,滤饼90℃干燥4h得产品,熔点大于140℃,产 率在98%以上。
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2008年橡胶(密封)新技术交流暨信息发布会
以RT培司为原料合成系列新型橡胶防老剂
何龙柏
(西北橡胶塑料研究设计院,咸阳712023)
摘要:介绍了利用RT培司合成防老剂NAPM、防老剂M、TPPD、HR、TP、HW、MPDA的方法。 关键词:RT培司;橡胶;防老剂;合成
1溉述
RT培司化学名为对氨基二苯胺,是对苯二胺 类化合物,在化学结构上一端带芳基,另一端带氨 基的典型化学材料,即:
反应式:
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操作方法:将18.49对氨基二苯胺,lo.69硫 醇基丙酸和120ml二甲苯(工业级)组成的混合 物,在氮气环境下加热至回流(大约140℃),同时 不断搅拌。在13h的时候,用共沸分馏法从该混 合物中除去1.6ml的水(其理论量为90%)。冷 却反应混合物,从中分离出18.79的固体产品。 加入正己烷,用过滤法收集合成的结晶产品,然后 用更多的正已烷清洗压碎结晶产物,并使其干燥, 将这个产品在苯中再结晶得到17.69(64.5%)的 白色晶体,熔点为98.3—99.5℃。
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2008年橡胶(密封)新技术交流甓信息发布会
操作方法:备一个带有搅拌的三口瓶,加入对 产品的合成方法和在橡胶中的应用还未查到相关
氨基二苯胺和氢氧化钠,之后加入混合溶剂,室温 资料,目前开发工作正在探索研究之中。
N一(4一苯胺基苯基)马来酰亚胺体系在硫 化过程中可以接受自由基打开双键,形成横键与 橡胶交联,起到了防老不抽出的作用,同时横键对 于热和热氧化作用具有高的稳定性。有关资料报 导N位取代的马来酰亚胺基衍生物作为硫化剂, 在硫化时加人过氧化物引发,过氧化物分解时生
成甲基基团可与马来酰亚胺的双键化合生成自由 基如:
该合成法反应固期短,溶剂可回收,基本无污
染,产品收得率高,质量好。 防老剂TPPD,主要用于橡胶制品的防老,适
用于天然橡胶,丁苯橡胶及乳胶等,抗氧和抗臭氧 作用良好,并兼有抑制铜害和锰害的功能。制品 耐热性好,如和防老剂ODA(辛基化二苯胺)配 合,耐热效果更加明显。本品分散性好、污染小, 但用量大时有喷霜。对硫稍有活化的作用,本品 对氯丁橡胶制品特别有效。一般用量为2-4份, 主要用于制造电线,电缆、轮胎、V型带、密封条、 胶布和浅色工业制品等。
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然后引起接技聚合,同时产生交联,因此该产品被 人称作反应性不抽出防老剂。该产品已用于米其 林彩色轮胎,据日本专利报导¨】,N一(4一苯胺基 苯基)马来酰亚胺用于橡胶胶料,可得到耐热性 及耐寒性、耐油性均佳的橡胶产品。 2.3新型防老剂TPPD¨’
原料:对氨基二苯胺、对甲苯磺酰氯、混合溶 剂、氢氧化钠。
原料:甲基丙烯酸甲酯、甲醇钠、苯、盐酸、水、 氮气。
化学反应式:
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操作方法:备一个2000ml的烧瓶,加人1209 (O.65摩尔)对氨基二苯胺,随后在缓慢氮气清除 空气的同时,加入700ral苯,将此混合物搅拌直至 完全溶解。加入409(0.73摩尔)新鲜甲醇钠,将 此溶液再搅拌10min,加入81ml(0.75摩尔)甲基 丙烯酸甲酯,并将溶液加热回流生成中间产物钠 盐和甲醇。在反应过程中,缓慢蒸出苯/甲醇共沸 物,收集325~350ml共沸溶剂。将反应物冷却到 室温,将盐从混合物中过滤出来并用己烷清洗,直 到滤液清彻。将此盐在空气中干燥并用稀盐酸 (70ml盐酸加在1000ral水中)水解,将产物洗涤 过滤出来,80℃烘干8h得灰色粉状物,其熔点为 103~105℃。产率为59%。
2.5新型防老剂7rPl7】 原料:对氨基二苯胺、苯甲酰氯、混合溶剂、氢
稀释,得到浅灰色固体沉淀,经水洗过滤,滤饼 氧化钠。
80℃烘干6h,得到浅灰色的粉末产品。熔点为
145℃。
化学名:N一(4一苯胺基苯基)苯甲酰胺 结构式:
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反应式:
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在玻璃反应瓶里,室温搅拌下,把对氨基二苯 胺溶解甲苯里。等全部溶解后,把甲基丙烯酰氯滴 加在物料里,边反应边导出生成的氯化氢气体,用 氢氧化钠水溶液进行吸收。待料滴完后,把生成
的固体沉淀进行过滤,再把滤饼用新甲苯洗涤两 遍,之后用清水洗至中性,80℃干燥8h,得到灰色 粉状物为产品,熔点为103—105℃,该法合成 NAPM,优点是反应容易进行,产率高,缺点是合 成过程中产生大量氯化氢气体和二氧化硫气体, 污染严重。 2.I.2酯一胺法合成NAPM【21
气、正已烷、苯。 化学名:N一(4一苯胺基苯基)硫醇基丙酰胺 结构式:
熔点为130℃。产率在98%以上。 该产品同样也是对苯二胺型防老剂,但比起

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常用的防老剂,化学结构上具有更多的支链,加大
了空间效应,用于橡胶,有利于胶料的交联和防
D俨。堋朋。-8-0钒嘶sn静 老,目前该品正在橡胶里进行试验鉴定。有关该
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只要在氨基位置上连接不同的化学基团。就可以 得到多种性能各异的防老剂。如目前国内外大量 生产应用的防老剂有:防老剂4010,化学名为N 一(4一苯胺基苯基)环己胺,结构式为:
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防老剂4010NA,化学名为N一(4一苯胺基苯基)
Q州-o眦H 异丙胺,结构式为:
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防老剂4020,化学名为N一(4一苯胺基苯基)1,3 一二甲基丁胺,结构式为:
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