橡膠及其制品在長(zhǎng)期貯存和使用過(guò)程中，由于收到熱、氧、臭氧、變價(jià)金屬離子、機(jī)械應(yīng)力、光、高能射線的作用，以及其它化學(xué)物質(zhì)和霉菌的作用，逐漸降低以致失去原來(lái)的物理機(jī)械性能的過(guò)程稱為老化。隨著老化過(guò)程的進(jìn)行和發(fā)展，橡膠及其制品性能會(huì)逐漸降低以致完全失去使用價(jià)值。為了延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命，就要在橡膠中配入一些能抑制老化過(guò)程的物質(zhì)，從而延長(zhǎng)橡膠及其制品的貯存期和使用壽命。這些物質(zhì)稱為防老劑。1.防老劑RD
防老劑,化學(xué)名稱2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體,對(duì)熱氧老化的防護(hù)非常有效,對(duì)金屬的催化氧化也有極強(qiáng)的抑制作用,毒性小,廣泛應(yīng)用于氯丁橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等合成橡膠及天然橡膠的多種制品中,還可用于食品及衛(wèi)生橡膠制品中。由于防老劑RD性能優(yōu)良,特別是低毒,不含有致癌物質(zhì),同時(shí)RD在抗臭氧氧化性能上具有兩倍于防老劑丁的效果,而且原料均為基礎(chǔ)有機(jī)原料,來(lái)源豐富,具有成本低、應(yīng)用范圍廣、低毒等優(yōu)點(diǎn),因此成為取代防老劑丁的比較理想產(chǎn)品。
防老劑RD的制備通常是以苯胺、丙酮為原料,以鹽酸為催化劑,經(jīng)成鹽、縮合、中和、水洗、蒸餾等單元操作制得成品。產(chǎn)品中的有效成份為2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉的二、三、四聚體,特別是二聚體防老化性能極好,若防老劑RD中二聚體含量低,胺類雜質(zhì)含量高,則產(chǎn)品在使用過(guò)程中易噴霜,抗龜裂、曲撓性較差。
2.防老劑4020
防老劑4020,化學(xué)名稱:N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基對(duì)苯二胺,該品是目前全球輪胎用量最大的橡膠防老劑品種,抗臭氧老化龜裂和屈撓龜裂性能優(yōu)良,對(duì)熱氧、天候老化也有較好的防護(hù)作用,且對(duì)變價(jià)金屬有鈍化作用,適用于天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和氯丁橡膠,與石蠟(尤其是具有支鏈的混合蠟或微晶蠟)并用,能增強(qiáng)靜態(tài)的防護(hù)效果。廣泛應(yīng)用于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)下承受應(yīng)力和周期變形的橡膠制品,是輪胎胎面、胎側(cè)、內(nèi)胎及輸送帶等防護(hù)體系中最佳選擇品種,與防老劑NA相比,耐水抽提要好,可以達(dá)到長(zhǎng)效防護(hù)的效果。
防老劑4020合成是以4-氨基二苯胺與甲基異丁基酮在5～ 16MPa氫壓下進(jìn)行縮合后催化加氫反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)精制、分離、造粒而得到。國(guó)內(nèi)防老劑4020催化加氫的催化劑一般采用銅為催化劑,而國(guó)外多數(shù)采用貴金屬如Pt為催化劑,因此國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量和收率比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品好,目前國(guó)內(nèi)不少生產(chǎn)廠家也在加快Pt催化劑的應(yīng)用研究,不過(guò)尚未工業(yè)化;另外防老劑4020生產(chǎn)與發(fā)展的關(guān)鍵是原料4-氨基二苯胺和甲基異丁基酮的生產(chǎn),4-氨基二苯胺合成要盡快采用清潔工藝硝基苯法替代目前采用的以對(duì)硝基氯化苯為原料的甲酰苯胺法,可以大大降低4-氨基二苯胺制造成本;甲基異丁基酮目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有生產(chǎn),需求全部依賴進(jìn)口,2004年國(guó)內(nèi)進(jìn)口量達(dá)到36900t,國(guó)內(nèi)今后可以考慮引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的丙酮一步加氫法建設(shè)年產(chǎn)3萬(wàn)t的甲基異丁基酮生產(chǎn)裝置。