二邻甲苯胍,常温常压下为白色固体粉末,具有显著的碱性和特殊的生理活性,它不溶于水但是可溶于二甲基亚砜等强极性有机溶剂。二邻甲苯胍是一种胍类硫化促进剂,可用于天然橡胶、二烯类合成橡胶,其活性与促进剂D(二苯胍)极为相似, 主要适用于生产胎面胶、厚壁制品、缓冲层、胶辊覆盖胶等。

图1 二邻甲苯胍的性状图
生产方法
二邻甲苯胍的工业生产方法以邻甲苯胺与二硫化碳为起始原料,经由缩合反应先生成关键中间体二邻甲苯基硫脲,再经后续转化制得目标产物。关于中间体二邻甲苯基硫脲的制备,根据反应温度与催化剂体系的不同,可分为以下几种工艺条件:第一种方案在常温下进行,将邻甲苯胺、水及略过量的二硫化碳配制成反应液,并加入1%的硫粉和1%的碳酸氢铵或氨水作为催化剂,在密闭反应器中启动搅拌,初始压力控制在0.05~0.1 MPa,随着反应进行压力升高,需定期放气,放出的硫化氢气体用液碱吸收。该常温工艺虽然操作简便,但反应周期较长,夏季通常需15天以上方可完成。第二种方案将反应温度控制在40℃左右,仍以硫和氨水为催化剂,此时反应周期可缩短至约50小时;若将温度升至70℃,反应时间进一步缩减至约10小时;而当温度提高至80℃时,反应仅需5小时即可完成,但在此高温条件下,二硫化碳需过量一倍,用水量也相应增加,催化剂改用硫和碳酸钠,且二硫化碳需采用滴加方式加入,反应过程中需维持较高压力。缩合反应结束后,二邻甲苯胍的中间体——二邻甲苯基硫脲——经过滤、水洗、干燥等后处理操作,即可得到纯净的中间体产品,该中间体再经后续脱硫环化等步骤,最终制得二邻甲苯胍。上述各工艺条件可根据实际生产需求与设备条件灵活选择,以实现二邻甲苯胍的高效制备。[1]
用途
二邻甲苯胍作为一种硫化促进剂,适用于天然橡胶、丁钠橡胶、丁基橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶以及氯丁橡胶等多种橡胶体系。在实际应用过程中,二邻甲苯胍很少以单独促进剂的形式使用,而通常是与噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂以及次磺酰胺类促进剂等配合使用,通过并用以实现协同促进硫化效果,从而改善硫化胶的物理机械性能和加工安全性。
制备橡胶密封圈
研究人员报道了二邻甲苯胍在自润滑橡胶密封圈制备中的应用,该密封圈以全氟醚橡胶和PVC耐寒剂为基体材料,并添加纳米氧化锆、草酸以及二邻甲苯胍作为功能性助剂,具体组成按重量份计包括:全氟醚橡胶90~120份,PVC耐寒剂30~50份,纳米氧化锆20~30份,草酸10~15份,二邻甲苯胍8~17份。在制备过程中,二邻甲苯胍作为硫化促进剂和交联助剂,与其他组分协同作用,赋予密封圈优异的综合性能。其制备方法如下:首先按组成原料的重量份将全氟醚橡胶和PVC耐寒剂投入密炼机中进行塑炼,混炼时间为3~5分钟;随后加入纳米氧化锆继续捏合5~7分钟,使无机填料在橡胶基体中均匀分散;混炼均匀后卸料,待物料冷却至室温后转入开炼机中,再加入草酸及二邻甲苯胍进行充分混炼,制得混炼胶。所得混炼胶在150~160℃条件下硫化处理100~150秒,使二邻甲苯胍充分参与交联反应,形成稳定的三维网络结构,再经后续加工成型,即可制得所述自润滑橡胶密封圈。该密封圈因二邻甲苯胍的引入而显著增强了抗裂性、抗腐蚀性、密封性及耐高温性能;同时,该制备方法所用原料种类精简,工艺操作步骤简便,整体生产成本较低,具有良好的工业化推广前景。[1]
参考文献
[1] 周丽.一种自润滑橡胶密封圈及其制备方法:CN201610596896.3[P].