一種環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于橡膠領(lǐng)域，具體涉及一種將環(huán)氧化天然杜仲橡膠用作白炭黑分散劑的 應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，95% -99%的成分 是SiO2，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末 狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。
[0003] 白炭黑作為橡膠補強劑由于顆粒細、表面活性大，不易分散，在煉膠過程中容易產(chǎn) 生不同程度的自聚結(jié)團傾向，粒子顆粒越細、補強效果越好的品種，往往其結(jié)團傾向也愈加 嚴重，分散效果也越差。宄其原因，不僅僅是因為粒子細，表面能大，容易產(chǎn)生自聚，高補強 性能還來源于大量存在于表面的活性基團（羥基），這些基團的表面活性大，傾向于彼此聚 集，導(dǎo)致難以分散。這種現(xiàn)象的存在，不僅加大了煉膠作業(yè)的難度，而且白炭黑表面帶有一 定數(shù)量的羥基，與非極性基體材料的相容性不是非常理想，從而影響所得膠料的性能。因 此，如何將白炭黑均勻分散已成為制備新型高性能、多功能復(fù)合材料亟待解決的問題。
[0004] 天然杜仲橡膠為全反式-1，4-聚異戊二烯結(jié)構(gòu)，酯基封端。環(huán)氧化杜仲橡膠不僅 具有環(huán)氧化結(jié)構(gòu)，而且末端帶有酯基，因此可改善膠料中白炭黑的分散性，具有良好的潤滑 作用，有助于提高膠料的流動性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明特別涉及了一種將環(huán)氧化天然杜仲橡膠用作白炭黑 分散劑的應(yīng)用方法。
[0006] 本發(fā)明的一種環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用方法，在橡膠制品中，將所述環(huán)氧化天 然杜仲橡膠用作橡膠補強劑的分散劑。
[0007] 進一步的，在橡膠制品中，將所述環(huán)氧化天然杜仲橡膠用作白炭黑的分散劑。
[0008] 進一步的，所述環(huán)氧化天然杜仲橡膠與白炭黑的質(zhì)量比為1-10 :10-50。
[0009] 進一步的，所述環(huán)氧化天然杜仲橡膠與白炭黑的質(zhì)量比為3-5 :10-50。
[0010] 進一步的，所述環(huán)氧化天然杜仲橡膠的制備方法具體為：在50-80 °C下，將氧化劑 逐滴加入到天然杜仲膠液中，在超聲條件下反應(yīng)得到環(huán)氧杜仲膠液，向所述環(huán)氧杜仲膠液 中分次加入熱飽和碳酸氫鈉溶液，至中和完全；然后對膠液分層，在上層膠液中加入無水乙 醇，使沉淀析出，室溫下真空干燥上述沉淀，得到本發(fā)明的環(huán)氧化天然杜仲橡膠。
[0011] 進一步的，所述氧化劑為過氧甲酸、過氧乙酸、過氧苯甲酸或間氯過氧苯甲酸。
[0012] 進一步的，所述的環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用配方為：組分及重量份為，基礎(chǔ)橡膠 100份，白炭黑10-50份，硬脂酸2-5份，氧化鋅3-8份，橡膠硫化促進劑0. 5-5份，硫磺1-3 份，環(huán)氧化杜仲橡膠1-10份。
[0013] 進一步的，所述基礎(chǔ)橡膠為丁苯橡膠SBR或三元乙丙橡膠EPDM。
[0014] 進一步的，所述的環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用配方為：組分及重量份為，基礎(chǔ)橡膠 100份，白炭黑10-80份，交聯(lián)劑1-5份，抗氧劑0. 1-1份，環(huán)氧化杜仲橡膠1-10份。
[0015] 進一步的，所述基礎(chǔ)橡膠為熱塑性彈性體POE或反式-聚異戊二烯TP。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：由于天然杜仲橡膠的提取成本較 高，使其在橡塑材料的應(yīng)用方面受到限制；但是經(jīng)環(huán)氧化改性后的天然杜仲橡膠，用作功 能填料，可以賦予材料特殊的性能，因此環(huán)氧化改性后的天然杜仲橡膠具有較高的性價比。 本發(fā)明將環(huán)氧化改性后的天然杜仲橡膠用作白炭黑等橡膠補強劑的改性劑，作為一種增容 劑，能有效降低白炭黑填料與填料之間的相互作用，改善膠料與白炭黑間的相容性及界面 張力，使白炭黑迅速混入混煉膠中，提高白炭黑在交聯(lián)中的分散程度和均勻程度，從而有效 的提高白炭黑對基體材料的的補強作用，克服了白炭黑由于顆粒細、表面活性大，易產(chǎn)生自 聚結(jié)團傾向，易形成較大的團聚體的缺陷。
【附圖說明】
[0017] 圖1.本發(fā)明實施例1-4中拉伸強度數(shù)據(jù)圖；
[0018] 圖2.本發(fā)明實施例1-4中扯斷伸長率數(shù)據(jù)圖；
[0019] 圖3.本發(fā)明實施例1-4中撕裂強度數(shù)據(jù)圖；
[0020] 圖4.本發(fā)明實施例1-4中硬度數(shù)據(jù)圖；
[0021] 圖5.本發(fā)明實施例5-8中拉伸強度數(shù)據(jù)圖；
[0022] 圖6.本發(fā)明實施例5-8中撕裂強度數(shù)據(jù)圖；
[0023] 圖7.本發(fā)明實施例5-8中扯斷伸長率數(shù)據(jù)圖；
[0024] 圖8.本發(fā)明實施例5-8中300%定伸應(yīng)力數(shù)據(jù)圖；
[0025] 圖9.本發(fā)明實施例5-8中硬度數(shù)據(jù)圖；
[0026] 圖10.本發(fā)明實施例5-8中回彈數(shù)據(jù)圖；
[0027] 圖11.本發(fā)明實施例5-8中磨耗數(shù)據(jù)圖；
[0028] 圖12.本發(fā)明實施例9-13中添加及未添加環(huán)氧化天然杜仲橡膠對POE拉伸強度 的影響。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0030] 一種環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用方法，是在橡膠制品中，將所述環(huán)氧化天然杜仲 橡膠用作橡膠補強劑的分散劑，具體是可以對白炭黑、粘土、硅酸鹽、活性碳酸鈣、氧化鋅等 橡膠補強劑起到改性作用。
[0031] 本實施方式中是以環(huán)氧化天然杜仲橡膠對白炭黑的改性作用為例，在橡膠制品中 環(huán)氧化杜仲膠與白炭黑的質(zhì)量比為1-10 :10-50，優(yōu)選為3-5 :10-50。
[0032] 所述天然杜仲橡膠在杜仲樹的籽、葉及樹皮中以絲狀物的形式存在，其組成為反 式-聚異戊二烯，其分子鏈末端帶有酯基基團，是一種極性較小的高分子材料。天然杜仲橡 膠的環(huán)氧化改性是在分子鏈上接上環(huán)氧基團，環(huán)氧基團的存在使分子鏈的極性增加。環(huán)氧 化天然杜仲橡膠分子鏈上的環(huán)氧基團與酯基共同作用，有利于白炭黑的分散。
[0033] 環(huán)氧化天然杜仲橡膠是從杜仲樹的皮、葉及果實中經(jīng)一系列粉碎、酶解、過濾及溶 解提取出來的天然杜仲橡膠，經(jīng)過環(huán)氧化改性得到的產(chǎn)物，故稱之為環(huán)氧化天然杜仲橡膠。 杜仲膠的提取方法常用溶劑抽提法。我們采用氯仿、甲苯等溶劑從杜仲植物中提取天然杜 仲橡膠，得到天然杜仲橡膠提取液；在天然杜仲橡膠提取液中加入過氧酸，將其氧化得到環(huán) 氧化天然杜仲橡膠。
[0034] 所述環(huán)氧化天然杜仲橡膠的制備方法具體為：在50_80°C下，優(yōu)選為60°C將不同 配比的氧化劑（過氧酸與杜仲膠中雙鍵配比為0.05-1.0)在逐滴加入到料液比為1:30的 杜仲膠液中，反應(yīng)溫度為60°C，在超聲條件下反應(yīng)1小時。反應(yīng)結(jié)束后，得到環(huán)氧杜仲膠液， 繼續(xù)向環(huán)氧杜仲膠液中分次加入與杜仲膠液等量的熱飽和碳酸氫鈉溶液，以中和未反應(yīng)的 氧化劑。測量膠液的PH值，當(dāng)中和完全后，將膠液轉(zhuǎn)移至分液漏斗，靜置分層后將上層膠液 分離至燒杯中，加入大量無水乙醇，使EEUG沉淀析出，室溫下真空干燥24h，得到本發(fā)明的 環(huán)氧化天然杜仲橡膠。
[0035] 所述氧化劑為過氧酸，具體可以是甲酸與雙氧水直接原位生成的過氧甲酸，乙 酸酐和雙氧水制備的過氧乙酸，過氧苯甲酸和間氯過氧苯甲酸等。所述過氧酸的濃度為 2-3mol/L ;所述過氧酸與杜仲膠中雙鍵配比為0. 05-1. 0。
[0036] 本發(fā)明所述的環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用配方可以是：組分及重量份為，基礎(chǔ)橡 膠100份，白炭黑10-50份，硬脂酸SA 2-5份，氧化鋅ZnO 3-8份，橡膠硫化促進劑0. 5-5 份，硫橫S 1_3份，環(huán)氧化杜仲橡I父EEUG 1-10份。
[0037] 其中所述基礎(chǔ)橡膠可以為丁苯橡膠SBR、三元乙丙橡膠EPDM等。所述橡膠硫化 促進劑為促進劑CZ (化學(xué)名稱：N-環(huán)已基-2-苯駢噻唑次磺酰胺）、促進劑BZ (化學(xué)名稱： 二正丁基二硫代氨基甲酸鋅）、促進劑PZ(化學(xué)名稱：二甲基二硫代氨基甲酸鋅）、促進劑 M(化學(xué)名稱：2_巰醇基苯并噻唑）或促進劑TT(化學(xué)名稱：二硫化四甲基秋蘭姆）中的一 種或多種。
[0038] 本發(fā)明所述的環(huán)氧化天然杜仲橡膠的應(yīng)用配方可以是：組分及重量份為，基礎(chǔ)橡 膠100份，白炭黑10-80份，交聯(lián)劑1-5份，抗氧劑0. 1-1份，環(huán)氧化杜仲橡膠EEUG 1-10份。
[0039] 其