[發明專利]一種生物質阻燃橡膠制備方法

有效

• 申請號: 201811037717.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109369996B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王娜;張鑫雨;張靜;李龍
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08L15/00
• 分類號: C08L15/00;C08L5/00;C08L91/06;C08K13/02;C08K5/18;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08B37/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

一種生物質阻燃橡膠制備方法，涉及一種橡膠制備方法，包括卡拉膠（CAF）提純、生物質阻燃環氧化天然橡膠（ENR）制備；稱取CAF加入三頸燒瓶中，將其置于水浴鍋中攪拌，抽濾；配制L BaCl2溶液，將其加入到抽濾后的CAF溶液中，將抽濾后的膠狀物用無水乙醇洗滌，生物質阻燃環氧化天然橡膠（ENR）制備ENR加入到溶劑中進行溶解，加入甲酸溶液，使環氧基開環；稱取CAF加入上述溶液中，加入反應催化劑，洗滌，干燥得干膠態的環氧化天然橡膠；干膠態的環氧化天然橡膠按照傳統配方加入配合劑混煉，得到生物質阻燃環氧化天然橡膠。本發明方法成功將阻燃劑接枝到橡膠基體上，在擁有優良阻燃性能的同時保證了力學性能。

技術領域

本發明涉及一種橡膠制備方法，特別是涉及一種生物質阻燃橡膠制備方法。

背景技術

天然橡膠(NR) 是一種具有優良綜合物理機械性能的可再生天然資源，常溫下具有較高的彈性、滯后損失小、生熱低、廣泛應用于輪胎、輸送帶、醫療衛生制品及減震器等方面。 但是，天然橡膠極限氧指數（LOI）在17左右，屬于易燃材料，限制了其制品的應用范圍。因此,國內外對如何提高天然橡膠的阻燃性都展開了積極的研究。提高天然橡膠的阻燃性的方式有非常多種，目前橡膠制品的阻燃普遍采用添加含鹵的阻燃劑與氧化銻復合體系。它高效，價格便宜。但是，鹵系阻燃劑有一個致命的缺點是燃燒時會釋放大量的煙和有毒且帶腐蝕性的鹵化氫氣體,進而吸水形成具有強腐蝕性的氫鹵酸而造成二次公害。無機阻燃劑具有無鹵、熱穩定性好、不揮發、不析出、不產生腐蝕性和有毒性氣體且價格低廉等優點，但是存在添加量大、與天然橡膠相容性差、阻燃效果差、對材料的加工和機械性能影響大等缺點。因此亟需開發一種具有優良阻燃性能并且保證力學性能的阻燃材料。

卡拉膠（CAF）是從紅藻中提取的一種天然硫酸多糖，具有較好的穩定性和保水性，常以穩定劑、增稠劑及凝膠劑等形式廣泛應用于食品、化妝品及醫藥等領域。以Ba²⁺沉淀CAF具有優良阻燃性能。主要原因是CAF的硫酸酯基在燃燒時可產生磺酰自由基與燃燒產生的氫氧自由基迅速結合，終止燃燒反應。同時，CAF在燃燒過程中產生大量殘炭，并形成致密的鋇鹽結構層和中空的纖維結構，成為CAF 阻燃的另一重要因素。因此，將卡拉膠納米纖維用于阻燃劑具有良好的條件和現實意義。

NR的環氧化改性有操作簡單、方法經濟、反應可在水相中進行的特。由于天然橡膠分子中引入環氧基團，導致橡膠分子的極性以及分子間作用力增大，使ENR具有優異的耐氣密性、耐油性、良好的抗濕滑性、較低的滾動阻力、良好的相容性、以及良好的粘著性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物質阻燃橡膠制備方法，該方法采用卡拉膠接枝環氧化天然橡膠，解決阻燃填料在基體中分散問題，滿足阻燃性能的同時解決力學性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種生物質阻燃橡膠制備方法，所述方法為將環氧化天然橡膠與卡拉膠接枝，通過混煉膠復合而成，具體合成步驟如下：

（1）卡拉膠（CAF）提純

a.稱取4-6g CAF加入三頸燒瓶中，加入400-600ml蒸餾水溶解；將其置于90-95℃水浴鍋中攪拌，轉速200-350r/min，直至CAF完全溶解呈透明狀，抽濾；

b.配制0.4-0.6mol/L BaCl₂溶液400-600ml，將其加入到抽濾后的CAF溶液中 ，攪拌混合均勻后再次抽濾；將抽濾后的膠狀物用無水乙醇洗滌，再次進行抽濾，此過程反復三次；提取最后一次抽濾物質置于表面皿中，將表面皿置于40℃的真空干燥箱8-12小時；

（2）生物質阻燃環氧化天然橡膠（ENR）制備

a.稱取50-100份ENR加入到溶劑中，在50-80℃下進行溶解，加入5-15ml甲酸溶液，使環氧基開環；