防老剂RD的用途

橡胶防老剂RD是一种酮胺类防老剂，对热氧老化的防护非常有效，对金属的催化氧化也有极强的抑制作用，毒性小，广泛应用于氯丁胶、丁苯胶、顺丁胶、异戊胶等合成橡胶及天然橡胶的多种制品中。由于其色泽浅黄，还可用于卫生橡胶制品中。 技术进展防老剂RD的制备通常是以苯胺、丙酮为原料，产品中的有效成分为2，2，4－三甲基－1，2－二氢化喹啉的二、三、四聚体，特别是二聚体防老化性能极好。若防老剂RD中二聚体含量低，胺类杂质含量高，则产品在使用过程中易喷霜，抗龟裂、曲挠性较差。 传统的生产工艺以酸性物质作为催化剂，使苯胺与丙酮缩合，先制成单体，然后单体再进行聚合。该法由于合成的单体中存在苯胺较多，且不易分离，在进一步聚合时，产品杂质多，使产品内在品质显著下降，而且在生产过程中物料发粘，设备处理困难，不易加工，对环境污染严重。 经过多年的研究开发，国内外对防老剂RD的合成路线已有重大改进，对其合成机理深入认识，在合成过程中尽可能增加二聚体的含量，在缩聚条件、分离、回收等方面进行大量的研究与改进，取得很大突破。尤其是将苯胺与丙酮缩合与单体聚合在一个反应器中进行，即国内俗称的"一步法"。 "一步法"生产防老剂RD的工艺路线，除去一步缩聚外，重大改进在于：一是引入甲苯的使用。甲苯在防老剂RD生产中起到多种作用，如用作脱水、溶剂等。甲苯使反应进行顺畅，反应条件易于控制，同时可回收重复使用。二是对单体的功能及使用加深认识，形成了既能控制其生产量，又能加以回收，重复利用的动态循环路线。 因为防老剂RD中最为有效的成分为二聚体，因此在合成过程，尽可能提高二聚体的含量。如日本住友化学推出的商品名为AutigeneFR的产品，其二、三、四聚体分别大于50％、10％～40％和小于7％，胺类杂质小于1％。而国内防老剂RD二聚体含量仅不足20％，胺类杂质为5％～20％，因此在子午线轮胎中的应用受到限制。 目前国内防老剂RD合成工艺研究重点在于如何提高二聚体含量，减少胺类及多聚体的含量。一般认为生产防老剂RD质量的好坏，受缩聚反应影响最大，单体喹啉的二、三、四聚体的多少，大体上是在缩聚釜内生成。在后处理过程中，若没有太大意外，一般对二、三、四聚体比例不会产生太大影响。在苯胺与丙酮缩聚反应中，主要的影响因素一般认为有以下几个方面：反应温度、回流情况、甲苯用量、丙酮滴加方式和速度、搅拌效果及催化剂用量等。另外在单体蒸馏回收中也存在一些亟待解决的问题，由于单体沸点高，温度低了蒸不出来，温度高了物料易焦化变质，因此要求在蒸馏中必须提供高真空；在中和、水洗、分离等环节，必须确保洗净的油类物料不含酸或碱，以免高温加热导致物料分解。 生产与市场我国目前防老剂RD生产能力1.5万吨／年，产量为8500吨／年，主要生产企业有中石化南京化工厂、山东橡胶助剂厂、兰化公司有机厂、滑县化工厂、牡丹江助剂厂、浙江永嘉化工厂、四川染料厂和天津五一化工厂等。由于防老剂RD在橡胶中相容性好，用量较高时，最高可达5％，也不会喷霜，故可明显提高防老剂的用量，以改善胶料的抗老化性能。防老剂RD可单独使用，也可与对苯二胺类防老剂如4010NA、DNP和酮胺类防老剂如AWC6并用，可提高抗臭氧及抗曲挠性能。防老剂RD与防老剂MB并用，对天候老化、静态老化防护特别有效。更为重要的是在天然胶和丁苯胶中，防老剂RD的用量仅为防老剂丁的一半，即可达到同样效果。使用历史较长，用量较大的萘胺类防老剂甲、防老剂丁，因其易喷霜、污染严重，而且防老剂丁有一定致癌作用，给人体健康带来极大危害，国外早已停止生产与使用。国内也有进一步认识，我国加入WTO为期不远，为了与国际接轨，适应现代橡胶助剂工业的发展要求，国内橡胶企业以后不会再使用该类防老剂。人们希望找到一种性能与防老剂丁相似或更好，安全可靠的防老剂。经研究和使用发现性能与防老剂丁相似，而抗老化功能更好的防老剂RD，是理想的替代产品。 而且防老剂RD相对于性能优良、无污染的对苯二胺类防老剂生产工艺简单、投资小、成本低、容易建设，因而近年来国内发展较快。目前防老剂RD已是我国防老剂产量最大的品种之一，使用量相当大，1990年消费量为3000吨，2000消费量增加到8500吨。目前防老剂RD的使用范围从大型轮胎到小型橡胶密封圈均有使用。尤其是我国目前轮胎市场仍处于斜交胎和子午胎并存的局面，子午胎仍处于第一代（有内胎）和部分第二代水平（无内胎），因此我国目前用于斜交胎及非轮胎制品的防老剂，品种主要为防老剂RD，而且目前我国也能生产出高质量的适应于子午胎使用的防老剂RD。 2000年我国耗胶量约为185万吨，根据我国橡胶工业的发展速度，2005年我国耗胶量约为245万吨，2015年将达到370万吨。据耗胶量及国家制定的子午胎发展规划等资料，专家预计2005年我国防老剂RD的消费量将超过1.5万吨，2015年防老剂RD的消费量将达到2万吨。 目前我国防老剂RD的生产企业规模较小，质量落后，难以满足橡胶工业发展的需求，国内合成防老剂RD的原料苯胺和丙酮已经自给自足，而且价格较低，出口防老剂RD具有较大的竞争优势，因此我国发展防老剂RD前景广阔。 建议随着全球经济一体化进程，橡胶工业和助剂工业也将随之国际化。根据国际市场发展潮流，我国必将不断调整产品结构，国内防老剂甲和防老剂丁随时会有结束使命的一天，因此防老剂RD生产企业应大力进行产品宣传工作，做好防老剂甲和防老剂丁的替代工作。 由于我国防老剂RD普遍存在二聚体含量低，产品杂质多，内在品质较差等问题，因此在子午线轮胎中使用受到限制，由此可见目前防老剂RD关键不在于扩大生产能力，而在于提高产品内在品质。防老剂RD组成非常复杂，据有关资料报道，共含有50种物质，反应机理较为复杂。因此国内有关部门应充分了解反应机理，不断优化和改善合成工艺，提高二聚体含量，减少杂质，生产出高品质防老剂RD，以适应子午线轮胎需要。在提高产品质量的前提下，大力提高防老剂RD单套装置生产能力，实现规模化经营，降低生产成本，参与日益激烈的全球市场竞争。