[發明專利]一種表面接枝有液體橡膠的氧化鋅的制備方法

有效

• 申請號: 201910726354.7
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110564003B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 沈顯榮;相益信;宋慶平;查冬旺;蒲斌;胡慶松;耿雅婷
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學宣城產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/22;C08L11/00;C09C1/04;C09C3/08;C09C3/10
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 鄭芳

本發明涉及一種表面接枝有液體橡膠的氧化鋅的制備方法，將氧化鋅粒子分散在溶劑中，然后加入帶有雙鍵的偶聯劑、引發劑、液體橡膠，在一定溫度下反應，反應結束后用溶劑洗滌、干燥，制得表面接枝有液體橡膠的氧化鋅。本發明為一步反應，操作簡單，反應條件溫和，便于大規模的生產；本發明的表面接枝有液體橡膠的氧化鋅與混煉膠的相容性明顯改性，為更有效的發揮橡膠配方中不同組分的協同性能提供較好的基礎。

技術領域

本發明屬于橡膠技術領域，具體地說是涉及一種表面接枝有液體橡膠的氧化鋅的制備方法。

背景技術

通常用氧化鋅(ZnO)和硬脂酸作為橡膠材料硫化體系中的活性體系。氧化鋅的生產以及使用過程會對環境造成很大影響。在提高橡膠材料的性能的前提下，減少氧化鋅的用量是現在橡膠行業發展的趨勢。氧化鋅的粒徑尺寸、形狀、比表面積以及團聚程度都會影響其活性性能。氧化鋅具有極大的比表面積和較高的比表面能，不易在有機介質中分散，這直接影響納米氧化鋅實際功效。為了提高無機粒子在有機介質中的分散能力和親和力，擴大納米材料的應用范圍，需要對ZnO表面改性。

ZnO表面改性的報道較少，改性方法可以參考二氧化硅的表面改性方法。中國專利CN101220177等公開了一種白炭黑/溶聚丁苯橡膠納米復合材料的制備方法。該方法將二氧化硅與硅烷偶聯劑充分混合后，在高溫下熱處理進行縮合反應，得到有機化改性的納米二氧化硅粉末后加入到溶聚丁苯膠液中，攪拌、脫除溶劑、烘干，得到白炭黑/溶聚丁苯膠納米復合材料。Prucker(Macromolecules,1998,3(31):592-601)通過傳統的自由基聚合改性二氧化硅，其方法是將二氧化硅表面接枝含氮的自由基引發劑，然后通過這種改性后的二氧化硅顆粒引發自由基聚合，聚合物鏈接枝到二氧化硅表面上。Huck總結了在SiO₂球表面接枝聚合物分子刷的方法，包括原子轉移自由基聚合(ATRP)，氮氧穩定白由基聚合，可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(RAFT)，活性陰離子表面引發聚合(LASIP)等(Chemical SocietyReviews,2004,33,14-22)。中國專利CN 107501486A公開了一種表面接枝聚異戊二烯的納米二氧化硅制備方法及其應用，該方法將二氧化硅與RAFT試劑反應后，引發異戊二烯的RAFT聚合，經洗滌、干燥后得到表面接枝聚異戊二烯的納米二氧化硅。

Taghvaei-Ganjali(Journal of Applied Polymer Science,2011,122,249-256.)用聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇(PPG)分別對ZnO和nZnO做表進行改性，氧化鋅改性顆粒對NR/SBR的性能有較大的提高。Wang(Journal of Applied Polymer Science,2011,119,1144-1155.)通過硅氧烷偶聯劑原位改性納米氧化鋅并用其增強三元乙丙橡膠，材料的導熱性能顯著提高。Abbasian(Polymer EngineeringScience,2016,56,187-195.)通過復雜的聚合方法比如RAFT聚合方法將聚苯乙烯(PS)接枝到納米氧化鋅表面，其工藝仍然停留在實驗級水平，無法進行大規模量產。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了一種表面接枝有液體橡膠的氧化鋅的制備方法。本發明解決了氧化鋅在橡膠混煉膠中容易團聚和分散不均勻的問題，僅通過一步法在氧化鋅表面接枝液體橡膠材料，通過該方法可以提高氧化鋅材料在橡膠材料中的分散性；本發明表面接枝后的氧化鋅材料在橡膠中的分散性得到改善，氯丁橡膠的硫化時間縮短5～30％，拉伸強度提高10～30％。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種表面接枝有液體橡膠的氧化鋅的制備方法，將氧化鋅粒子分散在溶劑中，然后加入帶有雙鍵的偶聯劑、引發劑、液體橡膠，在一定溫度下反應，反應結束后用溶劑洗滌、干燥，制得表面接枝有液體橡膠的氧化鋅。

本發明僅通過一步法，在傳統自由基聚合條件下，通過偶聯劑反應在納米氧化鋅上接枝液體橡膠，接枝效果顯著，適合進行大規模生產。