[發明專利]一種生物基抗氧劑改性橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202110080288.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112876754A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 馮建湘;吳任釗;劉躍軍;石璞;吳劉一順;吳桐雨;何雨霖;胡方校
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L9/00;C08L7/00;C08K13/02;C08K5/20;C08K3/26;C08K5/09;C08K3/22;C08K3/06;C08K5/47;C08K3/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明涉及橡膠材料技術領域，提供了一種生物基抗氧劑改性橡膠及其制備方法。該改性橡膠的組分按質量份計包括：橡膠40～100份、補強填充劑5～100份、生物基抗氧劑0.5～5份、增塑劑0.8～2份、活性劑1.6～4份、促進劑0.4～1份、硫化劑0.8～2份，其中抗氧劑由天然酚酸抗氧劑改性得到，分子結構中含有可反應的雙鍵，硫化時抗氧劑中的雙鍵參與橡膠交聯鍵的形成，進而以化學鍵的方式將抗氧劑固定于橡膠分子鏈間，以達到抗析出的目的。本發明利用綠色、高效、抗析出的抗氧劑與補強填充劑、增塑劑、活性劑、促進劑和硫化劑配合使用，得到了具有良好的熱氧穩定性能、長期高效的抗氧化性能和良好的耐溶劑抽提性能的改性橡膠。

技術領域

本發明涉及橡膠材料技術領域，尤其涉及一種生物基抗氧劑改性橡膠及其制備方法。

背景技術

橡膠是橡膠工業的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。高抗氧化性能的橡膠具有優良的耐候性、更長的使用壽命和更高的使用價值。抗氧劑是一類能夠有效降低橡膠自氧化反應速度、延緩橡膠材料老化的助劑，是橡膠制品中必不可少的添加劑。目前常用的抗氧劑包括受阻酚類抗氧劑、芳香胺類抗氧劑和硫代酯類抗氧劑等，但是，這些抗氧劑加入橡膠中后，在使用過程中會出現抗氧劑不斷向橡膠材料表面遷移的現象，當橡膠材料和溶劑接觸時，會發生抗氧劑被溶劑抽提出來的現象，這種析出的現象造成了抗氧劑的物理損耗，極大地減弱了抗氧劑對橡膠的保護作用，造成橡膠材料抗氧性能的降低，并且由于抗氧劑本身具有一定毒性，還會對人體健康或生態環境造成威脅。

目前，針對橡膠材料中抗氧劑析出的問題常用的解決辦法有：將抗氧劑負載于納米填料上、合成大分子抗氧劑或制備大空間結構抗氧劑。這些方法都能一定程度地減緩抗氧劑的析出，但是它們的制備工藝復雜，合成條件要求高，合成的大分子或大空間結構抗氧劑具有一定的毒性，不利于環境保護和可持續發展，并且利用這些抗氧劑制備的橡膠材料的抗氧化性仍然有待進一步提高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種生物基抗氧劑改性橡膠及其制備方法。本發明提供的改性橡膠中使用的抗氧劑由天然酚酸抗氧劑改性得到，環保無污染，具有綠色環保、高效和抗析出等特點，利用其改性所得橡膠的抗氧化性優異，熱穩定性良好，抗氧劑不易析出，耐溶劑抽提性能良好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種生物基抗氧劑改性橡膠，包括以下重量份數的組分：橡膠40～100份，補強填充劑5～100份，生物基抗氧劑0.5～5份，增塑劑0.8～2份，活性劑1.6～4份，促進劑0.4～1份，硫化劑0.8～2份；

所述生物基抗氧劑具有式I所示結構：

式I中：R₁為H、-OH、-OCH₃，R₂為H、-OCH₃。

優選的，所述生物基抗氧劑具有式I-1～式I-4所示結構中的一種：

優選的，所述橡膠包括天然橡膠、苯乙烯與丁二烯共聚物和聚丁二烯橡膠中的一種或幾種。

優選的，所述補強填充劑包括炭黑、白煙、陶土和活性鈣中的一種或幾種。

優選的，所述增塑劑包括石油系增塑劑、煤焦油系增塑劑、松焦系增塑劑、脂肪油系增塑劑和酯類增塑劑中的一種或幾種。

優選的，所述活性劑包括氧化鋅、硬脂酸鋅和氧化鎂中的一種或幾種。

優選的，所述促進劑包括二硫代氨基甲酸鹽類促進劑、磺酸鹽類促進劑、秋蘭姆類促進劑、噻唑類促進劑、次磺酰胺類促進劑、胍類促進劑、硫脲類促進劑和醛胺類促進劑中的一種或幾種。