[發(fā)明專利]一種硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010262549.X
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101914229A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭政;羅勇悅;權(quán)維燕;黃田富;佘風(fēng)華;孔令學(xué);李永振
• 申請（專利權(quán)）人: 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所
• 主分類號: C08L7/02
• 分類號: C08L7/02;C08L15/00;C08K9/06;C08K3/34;C09C1/28;C09C3/12
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 陳成海

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，特別涉及一種硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法。

【背景技術(shù)】

天然橡膠是一種不可或缺的戰(zhàn)略物資，是我國熱帶地區(qū)不可替代的支柱產(chǎn)業(yè)。作為一種再生資源，天然橡膠更能滿足當(dāng)今世界普遍追求可持續(xù)發(fā)展的需要。隨著石油資源的減少和對彈性體需求量的增加，天然橡膠所帶來的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益越來越明顯。我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的整體水平仍然落后，特別在制品方面，醫(yī)用天然膠乳制品存在“抗老化性能和抗撕裂性能差”問題，難以滿足人體的各項要求。目前的技術(shù)還不能解決以上長期制約醫(yī)用天然膠乳制品行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題。

硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)層積巖，它主要由古代硅藻的遺骸組成，其化學(xué)成分以SiO₂為主，礦物成分為蛋白石及其變種，是一種十分重要的非金屬礦產(chǎn)。由于其具備特殊的納米孔徑結(jié)構(gòu)和特殊的物理性能，因此廣泛用作化工生產(chǎn)中的催化劑載體，涂料、橡膠、造紙中的填料，食品工業(yè)中的過濾、漂白劑、隔熱、隔聲材料以及石油精煉、陶瓷、玻璃、鋼鐵、冶金熱處理等。它在涂料、造紙、塑料、橡膠、殺蟲劑等工業(yè)中，常被用作吸附劑和填充劑。

中國專利CN?200410062795.5公開了一種用硅藻土替代白炭黑作為橡膠補強劑；中國專利CN?200910043023.X公開了一種用木質(zhì)素修飾硅藻土作為橡膠補強劑，替代價格高的硅烷偶聯(lián)劑；但是，它們所涉及的補強劑均用于干膠的補強；然而，在天然膠乳制品上，未見有硅藻土補強天然橡膠的報道。

因此，目前還需要提供一種用硅藻土作為天然膠乳制品補強劑的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，以滿足醫(yī)用天然膠乳制品對人體的各項要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好抗老化性能和抗撕裂性能，滿足醫(yī)用天然膠乳制品對人體的各項要求的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法。

具體地說，本發(fā)明提供了一種先將用硅烷偶聯(lián)劑進行改性的硅藻土用去離子水分散，加入天然膠乳中，然后加入作為表面改性劑的環(huán)氧化天然膠乳，繼續(xù)攪拌，凝固劑凝固，干燥，得到補強的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料，該材料用于制備醫(yī)用天然膠乳制品，可以滿足對人體的各項要求。

本發(fā)明所述的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，作為天然膠乳，可選來自巴西三葉橡膠樹的離心濃縮天然膠乳，優(yōu)選總固體含量為60％、氨含量為0.7％的濃縮天然膠乳；作為環(huán)氧化天然膠乳，可選自天然膠乳通過環(huán)氧化反應(yīng)制備的環(huán)氧化程度為20～50％、總固體含量為20～25％的環(huán)氧化天然膠乳；作為硅藻土，可選平均粒徑為1～2μm的硅藻土；作為硅烷偶聯(lián)劑，可選Si-69、KH550、KH560、KH570、KH590，優(yōu)選Si-69、KH550、KH560；作為凝固劑，可選甲酸，乙酸和乙醇，優(yōu)選乙酸。

本發(fā)明所述的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

a、硅藻土的改性：稱取一定量的硅烷偶聯(lián)劑液體，加入一定量的無水乙醇和去離子水，同時用少量乙酸調(diào)節(jié)pH至3～4，待水解1h后加入到已稱取的一定量并過篩的硅藻土中，攪拌反應(yīng)24h后離心、洗滌、干燥，得到改性的硅藻土，備用。

b、將一定量的天然膠乳和一定量的環(huán)氧化天然膠乳混合攪拌，然后將一定量的a用一定量的去離子水分散，緩慢加入攪拌中的混合膠乳中，體系再攪拌一定的時間后，用凝固劑迅速凝固，最后用微波干燥即得到補強的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料。

【本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點】

本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點是：采用加入具有環(huán)氧鍵及極性的環(huán)氧化天然膠乳，導(dǎo)致硅藻土表面的羥基能與環(huán)氧化天然膠乳中的環(huán)氧基團發(fā)生反應(yīng)，使硅藻土粉體能更好的鍵合與分散在橡膠粒子體系中，并且在硅藻土補強天然橡膠的同時，環(huán)氧化天然膠乳的引入也增強了其相關(guān)的性能，較好地解決了硅藻土在天然橡膠中的分散問題，與硅藻土直接作為填料加入干膠中混煉的方法相比，本發(fā)明的效果更好。此外，作為表面改性劑的環(huán)氧化天然膠乳的加入量，宜在天然膠乳的質(zhì)量分數(shù)的1％-10％之間，高的加入量會引起天然膠乳性能的改變，不能達到要求。

本發(fā)明制備的硅藻土/天然橡膠復(fù)合材料，具有如下的顯著效果：

--500％定伸應(yīng)力由1.6MPa提高到3.3MPa；

--拉伸強度由26.5MPa提高到30.4MPa；

--撕裂強度由33.4N/mm提高到42.2N/mm。