[發明專利]一種棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310072819.4
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103113643A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 曾宗強;崔麗虹;余和平;劉宏超
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業科學院農產品加工研究所
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/09;C08J3/24;C08C19/06
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 劉廣生

技術領域

本發明涉及環氧化天然橡膠復合材料的制備方法，特別涉及一種棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料的制備方法，屬于橡膠復合材料生產技術領域。

背景技術

環氧化天然橡膠是由天然橡膠通過環氧化反應而制備的一種化學改性天然橡膠。隨著非極性的碳-碳雙鍵轉化為極性環氧基團，使環氧化天然橡膠的抗濕滑性、耐油性、耐氣體滲透、粘合性等性能得到顯著提高，可以替代順丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠等合成材料，用于生產汽車輪胎、耐油密封制品、藥用瓶塞，以及簾布浸膠、紙張粘合等，特別是在汽車輪胎工業方面，環氧化天然橡膠是唯一既能改善輪胎抗濕滑性能，又能降低滾動阻力的高分子材料，是生產高性能汽車輪胎必不可少的工程材料。

而幾乎所有的橡膠在加工過程中都必須加入一定量的填充劑才能用來制備有用的橡膠制品，填充劑混煉加入橡膠中制備橡膠復合材料的主要目的是為了提高材料的某些性能和降低復合成本。有文獻報道，橡膠補強填充劑已超過100多種類型，有有機的和無機的填充劑。到目前為止，橡膠最理想的補強材料仍然是炭黑，但因炭黑生產工藝復雜，價格較高，所以尋找新的廉價補強材料已成為一種趨勢；再者，近年來由于聚合物復合材料的蓬勃發展和橡膠工業原料市場的激烈競爭以及人們對淺色橡膠制品花色品種的需求量增加等因素的影響，在橡膠制品工業中采用的原材料品種變化有一定的趨勢，對無機淺色填料，主要是天然無機填料的需求特別增大。據報導，美國橡膠工業應用的各類填料中無機填料約占45%，因此尋找高效、簡便、經濟的增強方式和增強劑仍然是橡膠科學研究的重點和熱點。

從這個方面講，棕櫚灰（PA）從其化學組成看似乎是一個很有價值可選物，它主要是由大量的二氧化硅、氧化鉀、氧化鈣等成分組成，其中二氧化硅含量高達20%～50%，又是固體廢物通常用作燃料后的廢棄物，利用該固體廢物作為聚合物復合材料中的填料是非常重要的，因為，首先這種廢物非常豐富，價格低廉；其次，這些廢物如果丟棄會造成環境污染。正因為如此，近年來，研究人員逐步開展了PA在橡膠及塑料領域的應用研究，先后采用PA與丁苯橡膠（SBR）、環氧化天然橡膠（ENR）、三元乙丙橡膠（EPDM）和環氧化天然橡膠（NR）等制成了一系列復合材料，但其補強效果差強人意，其復合材料的拉伸強度也只是6~10MPa。其主要問題是前期研究人員主要通過機械混煉方式制備棕櫚灰/橡膠復合材料，由于PA本身具有較強的表面極性，采用機械混煉方式制備棕櫚灰/橡膠復合材料，必然導致PA在橡膠基體中分散不均勻，產生局部團聚現象，界面粘接效果差。因此，對PA進行表面改性，并采用新型工藝制備棕櫚灰/橡膠復合材料，改善PA在橡膠基體中的分散程度，無疑是提高PA對橡膠的補強效果的主要途徑。本發明提供了一種棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料的制備方法，改善棕櫚灰對環氧化天然橡膠的補強效果，制得的產品質量好，應用廣泛。

發明內容

本發明的目的是提供一種棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料的制備方法，能有效改善棕櫚灰對環氧化天然橡膠的補強效果，制得的高性能的產品。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

在去離子水中加入棕櫚灰和適量的偶聯劑及陰離子表面活性劑，置于60~90℃水浴中連續攪拌，然后攪拌超聲分散，制備棕櫚灰水分散體；然后在不斷攪拌條件下將上述的棕櫚灰水分散體均勻地混合到乳狀環氧化天然橡膠膠乳中，同時在60℃水浴條件下滴加不飽和羧酸溶液和引發交聯劑，得到膠乳狀態的棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料；將該復合材料進一步通過乙醇（或蒸汽、或水煮）凝固、壓片、洗滌、干燥等標準中國橡膠常規加工工藝，得到干膠狀態的棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料。

以上實施方案所述的棕櫚灰、偶聯劑、陰離子表面活性劑、以干膠計的乳狀環氧化天然橡膠、不飽和羧酸、引發交聯劑的份量以重量份計為：

棕櫚灰：5~30份；偶聯劑：1~3份；陰離子表面活性劑：0.2~0.4份；以干膠計的乳狀環氧化天然橡膠：100份；不飽和羧酸：2~5份；引發交聯劑：1~3份。

因此，本發明所述的棕櫚灰-環氧化天然橡膠復合材料的制備方法，優選采用如下實施方式：