專利名稱：：一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化工助劑及其制備方法，特別是涉及一種用于橡膠補(bǔ)強(qiáng)，提高硫化橡膠彈性、降低生熱、減少滯后損失的功能性助劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：改性淀粉是一種被稱為"工程生物聚合填料"的物質(zhì)，是由普通淀粉通過(guò)各種改性而獲得。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在淀粉變性方面的研究進(jìn)展的比較迅速，其產(chǎn)物廣泛應(yīng)用在紡織、食品、醫(yī)藥、石油化工、造紙等領(lǐng)域。然而淀粉卻很少應(yīng)用于橡膠中，用淀粉作為橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑，可以獲得低生熱、高彈性、低滯后的新型橡膠復(fù)合材料。由于淀粉本身結(jié)構(gòu)的限制，單純的淀粉作橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑其補(bǔ)強(qiáng)效果不太理想，因此需要將淀粉進(jìn)行改性處理。淀粉改性的方法很多，其中化學(xué)改性最為普遍。考慮淀粉與橡膠的結(jié)構(gòu)，大多數(shù)采用含有c-c雙鍵的酸或酸酐對(duì)淀粉進(jìn)行接枝改性，但這種方法制備的淀粉酯，往往接枝率很低，且其條件難以控制。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種淀粉衍生物的橡膠功能性補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法，采用一種羥基保護(hù)劑將淀粉醚化，使制備工藝簡(jiǎn)單，保護(hù)率高，作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑補(bǔ)強(qiáng)效果明顯。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的-一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，它是由下述方法制成的a.在機(jī)械攪拌條件下，將淀粉與引發(fā)劑在7010(TC的N，N二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小時(shí)；b.在機(jī)械攪拌條件下，在a步驟中的反應(yīng)溶液中加入羥基保護(hù)劑組分A和質(zhì)子酸組分B，在70100°(:下反應(yīng)0.52小時(shí)，洗滌抽濾、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶聯(lián)劑復(fù)配制得該功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。如上所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，所述羥基保護(hù)劑組分A為二氫吡喃或環(huán)氧垸烴。如上所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，所述質(zhì)子酸組分B為對(duì)甲苯磺酸、磷酸鋁等。如上所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑復(fù)配添加偶聯(lián)劑成分，所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其是按如下步驟制備的a.在機(jī)械攪拌條件下，將淀粉與引發(fā)劑在7010(TC的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小時(shí)；b.在機(jī)械攪拌條件下，在a步驟中的反應(yīng)溶液中加入羥基保護(hù)劑組分A和質(zhì)子酸組分B，在70100'C下反應(yīng)0.52小時(shí)，洗滌抽濾、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶聯(lián)劑復(fù)配制得該功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。如上所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其所述羥基保護(hù)劑組分A與淀粉質(zhì)量比為組分A:淀粉=1:31:7。如上所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其所述質(zhì)子酸組分B與淀粉質(zhì)量比為組分B:淀粉二0.5:1002.0:100。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是1.本發(fā)明采用一種羥基保護(hù)劑將淀粉醚化，克服了現(xiàn)有制備改性淀粉生產(chǎn)條件苛刻，所制備產(chǎn)物接枝率低，作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑補(bǔ)強(qiáng)效果不理想的缺點(diǎn)。2.本發(fā)明制備淀粉醚的工藝簡(jiǎn)單，保護(hù)率、接枝率高，作為輪胎等橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)劑具有良好的補(bǔ)強(qiáng)效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)橡膠復(fù)合材料的高彈性、低生熱以及低滯后損失功能。圖l為本發(fā)明玉米淀粉與淀粉醚的紅外光譜圖；圖2為本發(fā)明玉米淀粉的SEM照片圖；圖3為本發(fā)明淀粉醚的SEM照片圖。具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1二氫吡喃(液態(tài))20ml/質(zhì)子酸0.05g/在95"C攪拌0.5小時(shí)/反應(yīng)1小時(shí)/組分B:淀粉(質(zhì)量比)=1:100。實(shí)施例2應(yīng)用舉例利用所申請(qǐng)方法制得的淀粉醚復(fù)配物，依照如下橡膠配方方案進(jìn)行硫化膠試驗(yàn)。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>圖2、圖3為照片圖，圖中的文字不清晰不影響對(duì)本發(fā)明的理解;此方法制備的淀粉醚的結(jié)構(gòu)分析如下1.接枝產(chǎn)物紅外光譜分析淀粉和淀粉醚的紅外光譜圖如圖1所示。圖1中，A為玉米淀粉，B為淀粉醚，在B中1701cm"處有明顯的醚鍵吸收峰，且1653cn^的羥基吸收峰變?nèi)酢?.玉米淀粉與淀粉醚的掃描電鏡分析為了觀察表面形貌的變化，將玉米淀粉以及進(jìn)行改性過(guò)后的玉米淀粉分別進(jìn)行了掃描電子顯微鏡的表征。由圖2可以看到，玉米原淀粉的顆粒為實(shí)心圓和多角形，表面光滑，表面結(jié)構(gòu)緊密，棱角光滑。圖3為淀粉醚的SEM圖，與玉米淀粉的掃描電鏡相比較可以看出改性后的淀粉其外觀形狀發(fā)生了一定的變化，如表面不光滑，外部受到了一定的"腐蝕"，結(jié)構(gòu)松散，這說(shuō)明淀粉與羥基保護(hù)劑發(fā)生了反應(yīng)。權(quán)利要求1.一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于它是由下述方法制成的a.在機(jī)械攪拌條件下，將淀粉與引發(fā)劑在70～100℃的N，N二甲基甲酰胺溶液中糊化0.5～2小時(shí)；b.在機(jī)械攪拌條件下，在a步驟中的反應(yīng)溶液中加入羥基保護(hù)劑組分A和質(zhì)子酸組分B，在70～100℃下反應(yīng)0.5～2小時(shí)，洗滌抽濾、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶聯(lián)劑復(fù)配制得該功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于所述羥基保護(hù)劑組分A為二氫吡喃或環(huán)氧垸烴等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于所述質(zhì)子酸組分B為對(duì)甲苯磺酸或磷酸鋁。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑。5.—種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其特征在于是按如下步驟制備的a.在機(jī)械攪拌條件下，將淀粉與引發(fā)劑在70100'C的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小時(shí)；b.在機(jī)械攪拌條件下，在a步驟中的反應(yīng)溶液中加入羥基保護(hù)劑組分A和質(zhì)子酸組分B，在70100'C下反應(yīng)0.52小時(shí)，洗滌抽濾、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶聯(lián)劑復(fù)配制得該功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其特征在于所述羥基保護(hù)劑組分A與淀粉質(zhì)量比為組分A:淀粉=1:31:7。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑制備方法，其特征在于所述質(zhì)子酸組分B與淀粉質(zhì)量比為組分B:淀粉-0.5:1002.0:100。全文摘要一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法，涉及一種化工助劑及其制備方法。該方法是按如下步驟制備的a.在機(jī)械攪拌條件下，將淀粉與引發(fā)劑在70～100℃的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.5～2小時(shí)；b.在機(jī)械攪拌條件下，在a步驟中的反應(yīng)溶液中加入羥基保護(hù)劑組分A和質(zhì)子酸組分B，在70～100℃下反應(yīng)0.5～2小時(shí)，洗滌抽濾、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶聯(lián)劑復(fù)配制得該功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑。本補(bǔ)強(qiáng)劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，環(huán)保程度較高，廣泛用于各類輪胎和其他橡膠制品中。文檔編號(hào)C08L3/00GK101186722SQ200710159179公開(kāi)日2008年5月28日申請(qǐng)日期2007年12月25日優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日發(fā)明者方慶紅,悅梁申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工學(xué)院