本发明专利技术提出一种有机硫化稀土金属层状化合物，该层状化合物层板三价金属离子为稀土金属离子，化合物结构中还含有有机硫基团，结构中的烷基可以改善该化合物与大分子聚合物的相容性，还可以抑制层状化合物间的团聚。本发明专利技术还提供所述化合物的制备方法，采用共沉淀的方法，在层状化合物制备过程中加入有机含硫化合物，一步反应制备得到有机硫化稀土金属层状化合物，工艺简单、原料易得、能耗低、重复性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化合物领域，特别设及一种含有有机基团和稀±金属的层状化合 物及其该层状化合物的制备方法。
技术介绍
稀±元素原子结构中有大量空轨道，电子能级极其丰富，化学性质活泼，添加到橡 胶中可W表现出其独特作用，稀±金属化合物作为添加剂在橡胶工业领域中的开发利用已 成为广泛研究的热点。因稀±元素原子结构的特殊性，使得稀±橡胶助剂在橡胶配方中的 物理化学性能优于传统的橡胶助剂，其应用开发前景十分广阔。中国专利CN1219553A报道 了稀±橡胶硫化促进剂可W促进橡胶硫化。任艳军等人在世界橡胶工业第35卷第12期 22~35中研究在橡胶中加入质量分数为10%的改性=氧化二锭，W改善橡胶应力松弛性 能。美国专利号US20070173595Al提出了在液体娃橡胶配方中加入氧化姉可W提高其硫 化胶的拉伸强度，增强胶料的耐热性能。层状双金属氨氧化物(layered Double Hy化oxides,简写为LDHs)，又称类水滑石 化合物，是一种典型的阴离子型层状化合物，其特殊纳米级层状结构及组成、性能的可设计 性和可调控性使其成为具有良好应用前景的无机功能材料。层状及插层结构功能性助剂材 料作为聚合物组合物的填料，具有有利的动态性能，如较低振幅的化yne效应、较低的滚动 阻力，可W提高胶料的拉伸强度、耐热老化性等。改性层状双金属氨氧化物在橡胶配方中所 表现出良好的动态性能在中国专利号CN1437633A、美国专利号US20070208121、日本专利 号JP2005343929和JP2007262221中已有所研究。中国专利CN104725432A报道了稀±橡 胶硫化促进剂可W促进橡胶硫化，可W降低氧化锋/硬脂酸传统活化体系的用量，使橡胶 在硫化过程中焦烧时间延长，而且硫化平坦性好，制备的橡胶复合材料具有良好的性能均 一性。 但稀±材料作为无机物材料与橡胶材料间的相容性差，制约了稀±金属化合物在 橡胶中的应用开发。中国专利申请CN101456974A中公开了采用横酸醋类、硫酸醋类或憐酸 醋类阴离子表面活性剂、硅烷偶联剂、铁酸醋偶联剂或侣酸醋偶联剂改性稀±氧化物的表 面，从而改善橡胶聚合物的力学性能。中国专利申请CN201510065428.9中公开了一种双 金属硫化促进剂，是由金属锋和稀±金属同二乙基二硫代氨基甲酸钢在溶剂中发生配位反 应产生的配合物，具有良好的硫化促进效果、抗焦烧能力强、同时促进剂在胶料中很好的溶 解。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种有机硫化稀±金属层状化合物，该层状化合物 层板=价金属离子为稀±金属离子，结构中含有的有机基团可W改善该层状化合物与大分 子聚合物的相容性，同时还可W抑制层间化合物间的团聚，改善其分散性。 本专利技术的目的是提供一种有机硫化稀±金属层状化合物，其通式为 " (A。）x/n? [Sm-时a[000引式中M2+代表二价金属阳离子，M选自Mg、Zn、化中的一种； Ln3+代表=价稀±金属阳离子，Ln选为铜、姉、锭、钦中的一种； A"为层间阴离子，n= 1或2,A"可W是Cl、N03、S〇42、S2〇32、有机硫代硫酸根 中的一种或多种，其中有机硫代硫酸根通式为R4-R3-S2O3，Ra可W是H或者S203，Rs是具有 4~12个碳原子的取代的或者未取代的脂肪控或者芳香控基团； R表示为Ri-Si(OH)S或R2,其中Ri为亚甲基、亚乙基、亚丙基中的一种，Rz为碳原子 数为1~12的饱和烷基或不饱和烷基、碳原子数为5~12的环烷基或芳基、带有0、N或S 的碳原子数为2~10的控基中的一种或两种； 阳〇1引 X为M37 (M2++M30的摩尔比值，0. 2《X《0. 33 ; 阳01引 m为1~3的整数，0 <a< 1。 本专利技术的另一目的是提供所述有机硫化稀±金属层状化合物的制备方法。本专利技术采用共沉淀的方法，用去C〇2离子水做溶剂，不需要在N2保护下进行，在层 状化合物制备过程中加入有机含硫化合物，一步反应制备得到有机硫化稀上金属层状化合 物，经过傅里叶红外光谱，可W定性地分析出层状化合物中含有相应的有机基团。 具体包括W下步骤： 步骤1.称取M的可溶性无机盐和可溶性稀±金属盐，溶于去C〇2离子水中配成金 属盐溶液； 步骤2.称取氨氧化钢和可溶性钢盐，加入去C〇2离子水配成碱溶液； 步骤3.在揽拌的条件下，用计量累将步骤1中配制的金属盐溶液W0.5~ 10. 0血/min滴加到步骤2的碱溶液中，反应溫度控制在20~100°C; 步骤4.向步骤3的溶液中加入有机含硫化合物和聚乙二醇； 步骤5.将步骤4得到的溶液在60~100°C揽拌反应0. 5~化，过滤、洗涂、烘干， 即得有机硫化稀上金属层状化合物。 其中，步骤1金属盐溶液中M的摩尔浓度为0. 2~1.Omol/l，Ln的摩尔浓度为 0. 1~0. 8mol/l，M/Ln的摩尔比为2~4 ; 具体地，M的可溶性无机盐可W选自氯化儀、氯化锋、氯化巧、硝酸儀、硝酸锋、硝 酸巧中的一种或者两种，可溶性稀±金属盐可W选自硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、醋酸铜、硝酸 姉、氯化姉、硫酸姉、醋酸姉、硝酸锭、氯化锭、硫酸锭、醋酸锭、硝酸钦、氯化钦、硫酸钦、醋酸 钦中的一种或多种； 步骤2碱溶液中氨氧化钢的摩尔浓度为0. 1~0. 5mol/l，可溶性钢盐的摩尔浓度 为0. 05~0. 25mol/L;可溶性钢盐选自氯化钢、硝酸钢、硫酸钢、六亚甲基1,6-二硫代硫酸 二钢、苯甲基硫代硫酸钢中的一种或多种。 W25] 步骤4中的有机含硫化合物和步骤1中的可溶性稀±金属盐的摩尔比为 0. 5 : 1 ~2. 5 : 1 ; 步骤4中聚乙二醇的用量为有机含硫化合物用量的5%~20% ; 具体地，有机含硫化合物可W选自含硫硅烷和有机琉基化合物中的一种或两种； 上述含硫硅烷可W选自丫-琉基丙基二甲氧基硅烷、丫-琉基丙基二乙氧基硅烷、 2-琉基乙基=甲氧基硅烷、2-琉基乙基=乙氧基硅烷、琉基甲基=甲氧基硅烷、琉基甲基 =乙氧基硅烷、双（丫-=乙氧基硅烷丙基）二硫化物、双（丫-=乙氧基硅烷丙基）=硫化 物、双（丫-立乙氧基硅烷丙基）四硫化物、双（立乙氧基硅烷甲基）二硫化物、双（立乙氧 基硅烷甲基硫化物、双乙氧基硅烷甲基）四硫化物中的一种或多种； 上述有机琉基化合物化学式为Rz-SH,其中Rz为碳原子数为1~12的饱和烷基或 不饱和烷基、碳原子数为5~12的环烷基或芳基、带有0、N或S的碳原子数为2~10的控 基中的一种，可W选自乙硫醇、1-丙硫醇、己硫醇、1-癸硫醇、十二硫醇、十六硫醇、十八硫 醇、节硫醇、琉基乙酸、琉基丙酸、琉基苯甲酸、2-琉基苯胺、琉基乙酸甲醋、琉基乙酸乙醋、 琉基乙酸异辛醋、3-琉基丙酸甲醋、2-琉基化晚、2-琉基苯并咪挫、2-琉基苯并嚷挫中的一 种或两种W上混合物。 采用上述方法制备得到的有机硫化稀±金属层状化合物，既具有稀±金属的化学 活性，又具有层状化合物的特性。为防止得到的有机硫化稀±金属层状化合物分散性差， 容易团聚，故在反应的过程中加入有机含硫化合物，可W与稀±金属形成配合物，形成有 机-无机复合功能材料。该有机硫化稀±金属层状化合物含有稀±金属元素、烷基硫功能 基团等活性点，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机硫化稀土金属层状化合物，其特征在于所述的有机硫化稀土金属层状化合物通式为[M2+1‑xLn3+x(OH)2]x+(An‑)x/n·[Sm‑R]a式中M选自Mg、Zn、Ca中的一种；Ln选为镧、铈、钇、钕中的一种；An‑为层间阴离子，n＝1或2，An‑选自Cl‑、NO3‑、SO42‑、S2O32‑、有机硫代硫酸根中的一种或多种；有机硫代硫酸根通式为R4‑R3‑S2O3‑，R4是H或者S2O3‑，R3是具有4～12个碳原子的取代或者未取代的脂肪烃或者芳香烃基团；R表示为R1‑Si(OH)3或R2，其中R1为亚甲基、亚乙基、亚丙基中的一种，R2为碳原子数为1～12的饱和烷基或不饱和烷基、碳原子数为5～12的环烷基或芳基、带有O、N或S的碳原子数为2～10的烃基中的一种或两种；0.2≤x≤0.33，m为1～3的整数，0＜a＜1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽丽，董栋，刘哲，
申请(专利权)人：北京彤程创展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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