[發明專利]一種基于廢紙的納米微晶纖維素及其橡膠復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410784397.8
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104530496A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 古菊;汪娟
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L1/02;C08K3/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于廢紙的納米微晶纖維素及其橡膠復合材料的制備方法，其特征在于,包括以下步驟：

（1）將天然橡膠膠乳攪拌1～30min；

（2）將廢紙納米微晶纖維素加入到天然橡膠膠乳中，攪拌混合5～60min，得到廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物；

（3）在廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物中，加入質量分數8%~12%的CaCl₂溶液破乳、共沉，洗滌沉淀8~24h，在30~80℃烘至恒重，即得到固體廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物；

（4）將固體廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物與炭黑混煉，得到廢紙納米微晶纖維素/炭黑/天然橡膠復合材料。

2.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述廢紙納米微晶纖維素用量為天然橡膠干膠重量的5%～20%。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）具體為：將廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物進行塑煉，然后再加入炭黑進行混煉；所述炭黑的用量為天然橡膠干膠重量的5%～50%。

4.根據權利要求1所述制備方法，其特征在于，所述廢紙納米微晶纖維素的制備方法為：將廢紙經質量百分比濃度為10%～30%的NaOH水溶液預處理浸泡12h～18h，在攪拌機中打碎制漿，并于60℃～90℃下反應30～60min后離心，在60～90℃下，用混酸溶液酸解，混酸與廢紙的比例為15ml:1g～20ml:1g，攪拌30～150分鐘，離心2～3次，調pH至6～7，超聲15～30分鐘，得到廢紙納米微晶纖維素；所述廢紙為辦公廢紙、廢報紙、舊雜志或舊書；所述廢紙納米微晶纖維素的直徑為20～200nm的類球狀結晶產物，所述天然橡膠膠乳的固含量為55%～65%；所述混酸溶液由質量百分比濃度30%～37%的鹽酸與質量百分比濃度60%～75%的硫酸以體積比為2:8～1:1混合而成。

5.一種基于廢紙的納米微晶纖維素及其橡膠復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將天然橡膠膠乳攪拌1～30min；

（2）在室溫～100?℃下，將廢紙納米微晶纖維素加入到溶劑中，調節pH為4~10，加入改性劑，攪拌反應15～180min，得到改性廢紙納米微晶纖維素；所述溶劑為乙醇溶液、丙酮溶液或甲苯溶液；

（3）將改性廢紙納米微晶纖維素加入到天然橡膠膠乳中，攪拌混合5~60min得到改性廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物；

（4）在改性廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物中，加入質量分數8%~12%的CaCl₂溶液破乳、共沉，洗滌沉淀8~24h，在30~80℃烘至恒重，即得到固體廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物；

（5）將固體廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物與炭黑混煉，得到廢紙納米微晶纖維素/炭黑/NR復合材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述的改性劑為硅烷類偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑、橡膠助硫化劑或橡膠粘合劑中的一種以上；所述硅烷類偶聯劑為γ-胺丙基三乙氧基硅烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或四硫化雙（三乙氧基丙基）硅烷中的一種以上；所述鈦酸酯類偶聯劑為異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯或異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯中的一種以上；所述橡膠助硫化劑為甲基丙烯酸鋅或甲基丙烯酸鎂中的一種以上；所述改性劑的用量為天然橡膠干膠重量的0.5%～10%；所述廢紙納米微晶纖維素的用量為天然橡膠干膠重量的5%～20%。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述改性劑為γ-胺丙基三乙氧基硅烷。

8.根據權利要求5所述制備方法，其特征在于，步驟（5）中，將固體廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物與炭黑混煉的具體步驟為：將廢紙納米微晶纖維素/天然橡膠混合物進行塑煉，然后再加入炭黑進行混煉；所述炭黑用量為橡膠重量的5%～50%。

9.由權利要求1-8任一項所述的制備方法制備得到一種基于廢紙纖維的納米微晶纖維素橡膠復合材料。