防老剂又称抗降解剂,是指能够延缓或阻滞老化反应,延长橡胶或橡胶制品使用寿命的物质。在合成过程中加入到聚合物中的防老剂,主要是为了阻滞其在加工、贮运过程中所产生的老化,通常称之为稳定剂。通过适当的选择和使用防老剂,可使制品的使用寿命延长至未使用防老剂的2~4倍。从防护方法上主要分为物理防老剂和化学防老剂,物理防老剂主要是一些石蜡一类的物质,主要起隔离橡胶与老化因素的作用。我们这里将主要讲化学防老剂。
防老剂应具备的条件
不言而喻,防老剂必须具备很高的防护效能,但也应当看到仅是防护效果大未必就是优良的防老剂。作为理想的防老剂,应具备如下的条件。
(1)防护效能高;
(2)污染性小;
(3)对硫化无影响(不焦烧,不影响硫化胶物性);
(4)挥发性小,不抽出,不迁移,不喷霜;
(5)分散性好,固体粉末不飞扬,使用时易于计量;
(6)无毒、无臭、无苦味;
(7)价廉易得;
(8)用作合成橡胶的稳定剂时,对橡胶和乳液的分散性好,无水解性。
实际使用的防老剂中,几乎没有一种能完全具备上述条件。因此,在选用防老剂时,应根据具体情况进行具体分析。一般说来,应根据制品的要求,首先考虑污染性问题,其次考虑防护效能的大小,第三考虑防老剂对橡胶性能的影响,第四考虑防老剂的挥发性、迁移性、毒性及价格等。通过对以上因素的综合考虑,选择出适合制品要求的防老剂,虽然按防护功能可以把防老剂分成上述几类,但多数防老剂都同时具有几种防护功能,因此将某一防老剂严格地按功能区分属于哪一类是比较困难的。通常,防老剂都按其化学结构分类:
一)胺类防老剂
胺类防老剂主要用于抑制热氧老化、臭氧老化、疲劳老化及重金属离子的催化氧化,防护效果突出。其缺点是具有污染性。根据其结构,胺类防老剂可进一步分成如下几类:
1、苯基荼胺类 有苯基-а-荼胺(防老剂甲或A,PANA)和苯基-β-荼胺(防老剂丁或D,PBNA),是最古老而有效的防老剂之一,主要用于抑制热氧老化和疲劳老化。但是由于毒性原因,目前这类防老剂在国外已较少使用(欧文新材料-环保促进剂)。
2、酮胺类 这类防老剂主要有丙酮与二苯胺的缩合物和丙酮与伯胺的缩合物。丙酮与二苯胺的缩合物可赋予二烯类橡胶很好的耐热氧老化性,在某些情况下还可赋予很好的耐屈挠龟裂性,但很少有抑制金属离子的催化氧化和臭氧老化的功能。因此,它们可广泛用于要求耐热的轮胎、电缆及重型机械配件等。
广泛使用的品种为防老剂BLE。丙酮与伯胺的化合物是二氢化喹啉聚合体和单一的二氢化喹啉。二氢化喹啉聚合体是一种非常有前途并被广泛使用的通用防老剂,能抑制条件较苛刻的热氧老化,并具有钝化象铜、锰、镍及钴等重金属离子的作用,它的分子量取决于聚合度的大小,该种防老剂的污染性比其他常用的胺类防老剂小。由于它能增加CR的硫化活性(易焦烧),因而很少用于CR中。常用的品种是防老剂RD。单一二氢化喹啉防老剂常用的有两种,6-十二烷基-2,2,4-三甲基-l,2-二氢化喹啉(防老剂DD)是一种液体,具有抑制热氧老化和疲劳老化的功能,具有抑制热氧老化和疲劳老化功能,是CR的有效抗氧剂。6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉(防老剂AW)不仅具有抗氧剂的功能,而且常作为抗臭氧剂使用。
3、二苯胺衍生物 根据老化温度不同,这类防老剂抑制热氧老化的效能等于或小于二氢化喹啉聚合体。当作为抗氧剂使用时,它们相当于防老剂DD,但对疲劳老化的防护作用却低于后者。它们具有轻微的污染性。在NR中,这类防老剂的防护功能不如前两类,但却是NBR和CR的有效抗氧剂。
4、对苯二胺类衍生物 这类防老剂是目前橡胶工业中最广泛使用的一类防老剂。它们可以抑制橡胶制品的臭氧老化、疲劳老化、热氧老化及金属离子的催化氧化。尽管它们的价格较高,但与它们的全面防护效能相比,价格是不成问题的。
二)酚类防老剂
三)有机硫化物类防老剂
四)其他防老剂