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一種功能性橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法

文檔序號(hào):3670178閱讀:241來(lái)源:國(guó)知局

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
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