[發(fā)明專利]改性腰果油、橡膠增塑劑及其制備方法和應用

在審

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114605259A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 徐黎明;彭華龍;姚翔;李海輝
• 申請（專利權）人: 江蘇麒祥高新材料有限公司
• 主分類號: C07C67/08
• 分類號: C07C67/08;C07C69/157;C07C69/24;C07C37/20;C07C39/15;C07C39/21;C07C67/293;C07C69/21;C07C69/33;C07D303/23;C07D301/28;C08K5/13;C08K5/1515;C08K
• 代理公司: 深圳智趣知識產權代理事務所(普通合伙) 44486
• 代理人: 崔艷崢

本發(fā)明公開了改性腰果油、橡膠增塑劑及其制備方法和應用。本發(fā)明提供的改性腰果油可以作為橡膠增塑劑使用，本發(fā)明提供的橡膠增塑劑能夠顯著延長橡膠的焦燒時間，有效解決了加工安全性問題；并且制備該橡膠增塑劑的工藝簡單、成本低廉，環(huán)境友好、有利于工業(yè)化推廣，克服了石油系橡膠增塑劑的多環(huán)芳烴含量問題。根據封端劑和交聯劑種類的不同選擇，本發(fā)明對焦燒時間和硫化時間具有明顯的可調節(jié)性；另外，本發(fā)明在改善加工性能的同時，對膠料的力學性能不會造成明顯影響。

技術領域

本發(fā)明涉及橡膠工業(yè)技術領域，具體涉及改性腰果油、橡膠增塑劑及其制備方法。

背景技術

橡膠操作油是橡膠生產中使用的加工助劑，是橡膠增塑劑的一種，能顯著改善橡膠的加工性能，也直接影響橡膠產品的質量。理想的操作油應具備以下條件：(1)相容性好；(2)揮發(fā)性小；(3)加工性、損傷性、潤滑性良好；(4)穩(wěn)定性好；(5)來源充足。

目前常用的石油基操作油含有一定量的多環(huán)芳烴，在使用和廢棄物處理時會污染環(huán)境，不僅不可再生，還對人體有致癌作用，在使用上受到越來越嚴格的限制。與之相比，生物基油作為成本低、來源廣、毒性小的可再生資源，越來越受到人們的關注。

腰果油是腰果在加工過程中的副產物，是一種來源廣泛的工業(yè)原料，和大多數橡膠都具有良好的相容性。腰果油的主要成分為式(a)，其特征官能團包括一個酚羥基、一個含有十五個碳的長鏈烷烴和鏈上的若干個碳碳雙鍵。其中，長鏈烷烴可起到增塑作用，在一定用量范圍內降低混煉膠的粘度，有利于填料的混入，從而提高硫化膠的拉伸性能和抗撕裂性能；碳碳雙鍵可參與并促進橡膠的交聯反應，從而增強膠料的某些力學性能；酚羥基可與無機填料形成氫鍵，有助于填料的均勻分散，并且可以作為自由基捕捉劑，使其起到反應性防老劑的作用，從而提高硫化膠的抗熱氧老化性和耐油性。

但是，腰果油作為橡膠增塑劑使用時存在一個缺陷：影響膠料的硫化特性，尤其是會導致焦燒時間的嚴重縮短。有研究者考察了腰果油在丁腈橡膠中的加工性能，隨著腰果油用量的增加，膠料的最小轉矩(ML)和最大轉矩(MH)明顯減小，且膠料的焦燒時間(t10)和硫化時間(t90)明顯縮短；還有人發(fā)現將磷酸化腰果油作為聚氯乙烯的增塑劑使用時，焦燒時間(t5、 t10、t50)都存在一定程度的縮短；以及用改性的腰果油作為三元乙丙橡膠的增塑劑，焦燒時間和扭矩都隨用量的增加而減少。

過短的焦燒時間無疑會使橡膠的加工安全性降低，雖然有塑性強、相容性好、環(huán)保低毒等優(yōu)勢，但是這一缺陷極大地限制了它的發(fā)展前景。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發(fā)明提出了一種改性腰果油、橡膠增塑劑及其制備方法和應用，反應流程簡單，所有原料均適合工業(yè)化生產。本發(fā)明提供的改性腰果油用作橡膠增塑劑時焦燒時間顯著延長，有效解決了加工安全性問題；且克服了石油系增塑劑的多環(huán)芳烴含量問題。

具體通過以下技術方案實現：

一種橡膠增塑劑，其特征在于，包含以下結構式：

其中，R＝C₁₅H_31-n，n＝0、2、4或6，

R₁為甲基、乙基、異丙基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、丙烯酰基、環(huán)氧丙基或異氰酸酯基中的任意一種。

上述橡膠增塑劑的制備方法包括以下步驟：

S1:將腰果油、催化劑C₁和封端劑混合，室溫反應得到羥基封端的腰果酚。

進一步地，步驟S1中，所述封端劑為碘甲烷、溴甲烷、碘乙烷、溴乙烷、碘代異丙烷、溴代異丙烷、乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、乙酰氯、丙酰氯、丁酰氯、丙烯酰氯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、環(huán)氧氯丙烷和異氰酸酯中的一種或多種。