1-(Бензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинон-2 в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей Советский патент 1983 года по МПК C07D417/12 C08K5/47 

со оо

4 СО О1

1

Изобретение относится к новому химическому соединению, конкретно

f 1 - (б8нзтиазолил 2-тио)-пергидроазепинону 2 формулы

в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей.

Соединение формулы (1 может быть использовано как ускоритель вулканизации резиновых смесей на основе синтетического и натурального каучука 8 производстве.кабельной, шинной и резино-технической промышленности.

В настоящее время для вулканизации резиновых смесей на основе синтетического и натурального каучука применяют 2-меркаптоимидазолиН (роданин S-62) 1.

Недостатком этого препарата является то, что при введении его в резиновую смесь наблюдается подвулканизация, т.е. резиновая смесь вулканизуется преждевременно. Кроме ТОГО; для получения роданина S-62 . используется высокотоксичный и взрывоопасный реагент сероуглерод.

Известен также 2-меркаптобензтиазол (каптакс) в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей .

Однако 2-меркаптобензтиазол обладает повышенной склонностью к подвулканизации, недостаточно высокой степенью вулканизации резины, относительно длительным временем вулканизации.

Целью изобретения является сокращение времени вулканизации резиновых смесей, повышение физико-химических свойств вулканизатов, а также расширение ассортимента ускорителей вулканизации резин, не склонных к подвулканизации.

Поставленная цель достигается соединением формулы (Т) в качестве уско рителя вулканизации резиновых смесей

Соединение формулы () получают взаимодействием 2-меркаптобензтиазола с 2 оксигексаметиленимином в присутствии окислителя в водной среде или в этиловом спирте при комнатной температуре. В качестве окислителя используют гипохлорит натрия, перекись водорода или перманганат калия.

Пример 1. Получение 1-(6ензтиазолил-2-тио)-пергидроазепинона-2 (УВН-23).

8 трехгорлую колбу емкостью , 0,25 мл, снабженную обратным холодильником, механической мешалкой и капельной воронкой, загружают 0,1 моль fl6,7 г) бензтиазол-2-тиона (каптакса) и 10 мл дистиллирован 0 °й воды. Раствор интенсивно перемешивают и прибавляют 0,1 моль (11,3 f)

2-оксогексаметиленимина ( капролактама). Затем смесь обрабатывают раствором гипохлорита натрия, поддержиJ5 вая при этом рН 10-12. Продолжительность реакции 1, ч при 1820 0. Пс) окончании реакции смесь из колбы переливают в цилиндрический стакан и выпаривают. Упаривают 1/3 объема содержимого стакана. После вы20парки стакан со смесью ставят для резкого охлаждения в ледяную баню и оставляют на ночь(12-18 ч. После выпадения кристаллов продукт отфильтровывают и перекристаллизовывают из

25 этилового спирта.

Выход 21,2 г 75,7 . Т.ПЛ.120121 С. Продукт растворяется в воде, спирте, ацетоне, эфире. В бензоле, четыреххлористом углероде не растворяется.

Найдено,I: С 56,21 (5б,33); Н 5,63 (5,56); N 9,81(10,05); S 23,1б О 568

C,,

35 Вычислено-,: С 56,11j Н 5,75; П 10,07; S 23,82; О 5,68.

Пример2. В аналогичных вышеописанному примеру условиях проводят реакцию взаимодействия 0,1 моль (О (16,7 г) бензтиазол-2-тиона с 0,1 моль (11,3 г) 2-оксогексаметиленимина в присутствии окислителя - перекиси водорода в среде этилового спирта. Продолжительность реакции 1,5-2 ч при 45 температуре 20-25°С.

Выход продукта 13,6 г (6,t%. Т.пл. 120-121 0.

Приме рЗ. В аналогичных вышеописанному примеру условиях проводят

50 реакции взаимодействия 0,1 моль

(Тб,7 г) бензтиазол-2-тиона d 0,1 моль (11,3 г)-2оксогексаметиленимина в присутствии, окислителя - перманганата калия в среде этилового спирта.

55 Продолжительйость реакции 1,5-2 ч при температуре 20-25 С.

Выход продукта 11,9 (2,. Т.пл. Т.пл. 120-121С. ИК-спекТры соединения формулы { 1) сняты на спектрофотометре ИК-20 в виде таблеток с КВч. В ИК-спектре соединения формулы (1 ) обнаружена по лоса поглощения в области 1650 см- , характеризующая валентные колебания группы. Полоса поглощения в области 1000 см Характеризует валентное колебание -N C-S групп. УФ - спектроскопическое исследова ние соединения формулы ( 1/ проведено на приборе СФ-1Б в виде 2|-ногр раствора в этиловом спирте или диоксане. Электронный переход в молекуле исследуемого соединения (1){УВН-23) наблюдается приХуцс1х 278 нм. Испытание соединбния формулы (1 в качестве ускорителя вулканизации каучуков проводили в сравнении с 2-меркаптобензтиазолом (каптаксом) и 2-меркаптоимидазолом (Роданин S62 в наполненных и ненаполненных резиновых смесях на основе натурального и синтетического каучуков {НК и СКН-26 МК). Исследуемый препарат вво дили в наполненные и ненаполиенные маточные резиновые смеси в равном весовом количестве 0,7 мае.г для смеси из НК, 0,8 мае.г для СКН-26 МК Изготовление резиновых смесей про изводили на стандартных лабораторных вальцах 160x320. Образцы для испытаний вулканизировали в прессе с электронагревом при температуре в течение 5, Ю, 20, 0, 80 мин. Для характеристики вулканизатов использовали следующие показатели: прочность при растяжении; относительное удлинение при разрыве, остаточная де формация, твердость по Шору и напряжение при 300%-ном удлинении. ИспыТания проводили согласно ГОСТам 2702б9-66, 263-75- Составы резиновых см ,сей приведены в табл. 1 и 2. Физикомеханические свойства вулканизатов представлены в табл. 3 и k, в табл.. 3 показано использование соединения формулы (1J в качестве ускорителя вулканизации наполненных резиновых смесей. Опь1тная резиновая смесь почти во всех случаях дает вул канизаты с повышенным модулем (напряжение при 300 -ном удлинении, разрывная прочность и твердость), чт свидетельствует о более высокой степени вулканизации опытных резин. В табЛ, k показано использование новых препаратов на основе соединения формулы(1) в ненаполненных резиновых смесях на основе натурального и синтетического каучука. В ненаполненных резиновых смесях соединеннее формулы (.1/ повышает модуль, разрывную прочность и твердость вулканизатов . В табл. 5 показаны физико-механические свойства вулканизатов ненаполненных резиновых смесей КК , а в табл. 6 - физико-механические свойства вулканизатов наполненных резиновых смесей (СКН-26 МК). Введение новых укорителей вулканизации в стандартные наполненные и ненаполненные смеси на основе натурального и синтетического (НК, СКН-26 МК) каучуков (табл.5 и 6) значительно повышает разрывную прочность (с 15,5 МПа для смеси из НК до min 9,2 МПа и с 2,5 МПа для СКН-26 МК до min 16,9 МПа). Напряжение при удлинении повышается более чем в 3 раза, твердость практически не снижает относительного удлинения в сравнении с контрольным ускорителем (Роданин 5-б2).Все это свидетельствует об эффективности и активности соединения формулы 1 как ускорителя вулканизации каучуков. Как видно из результатов исследования табл. 5 и 6 при использовании соединения формулы в качестве ускорителя влуканизации резиновых смесей на основе НК и СКН время вулканизации ускоряется почти в деа раза. Из этого, следует, что за одну смену вулканизационное оборудование вулканизует резиновую смесь в полтора или два раза больше по сравнению с контрольным. При этом достигается экономия электроэнергии, рабочего времени и затрат на оборудование, т.е. повышается производительность оборудования. Кроме того, получаемые вулканизаты по своим физико-механическим показателям и эксплуатационным свойствам также превосходит контрольные вулканизаты. Результаты исследования полученного соединения формулы 11 / в. качестве ускорителя вулканизации показали, что новое производное бензтиазол-2тиона является высокоэффективным ускорителем вулканизации резин и не склонен к преждевременной вулканизации.

Таблица 1

1-(Бензтиазолил-2-тио)-пергидроаэепинон--2 формулы в качестве ускорителя вулканизации резиновых смесей. (Л

Каптакс (2-меркаптс ензтиазол)

Родамин S-62 (2-меркаптоимидазол)

УВН-23 (соединение форКаптакс {2-меркаптобенэтиазол)

Роданин S-62 (2-меркаптоимидазол

УВН-23 (оединение формулы 1)

,0,7

0.7

Таблица 2

0,8

0,8

0,8

Температура вулканиТемпература вулкани X

Т а б лица 3

Та блица k Каптакс 2-(меркаптобензтиазол) Контрольная 17,5 , смесь 1 20,i.

Таблица 5

6 Не вулканиэйвано k.750 6 5226,752

Продолжение табл, 6 |