一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法技术

技术编号:20087878 阅读:38 留言:0更新日期:2019-01-15 07:02
本发明专利技术公开了一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法,属于橡胶材料制备技术领域。本发明专利技术以丙烯酸酯单体进行乳化反应得到自交联丙烯酸酯乳液,在自交联丙烯酸酯乳液制备过程中添加偏铝酸钠溶液,表面沉积的铝粉颗粒易被空气氧化形成致密的氧化膜,热塑性硫化橡胶由自交联丙烯酸酯胶膜包覆硫化EPDM橡胶颗粒所得,本发明专利技术的玉米淀粉经过大豆蛋白粉和大豆肽粉改性,此外大豆肽粉能与聚乙烯醇中的大量亲水性羟基反应,经过发酵后在热塑性硫化橡胶中填充韧性较强的聚乳酸和纸质纤维,所用腐败的香蕉皮不仅提供发酵用微生物,香蕉皮提高热稳定和增韧效果,使热塑性硫化橡胶抗冲击韧性和热稳定性提高,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法
本专利技术公开了一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法,属于橡胶材料制备

技术介绍
热塑性硫化橡胶,简称为TPV,热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶,简称为TPR,但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体相混淆在一起,因为通常热塑性弹性体也被大家叫做热塑性橡胶,尤其是苯乙烯类弹性体,目前至少在中国似乎“TPR”已经成为它的专有名称了,一提起TPR,就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体,这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的。热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细一点,那应该是热塑性动态硫化橡胶,加了“动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺---动态硫化,这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化,当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合,因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶,就是指橡胶按传统方法先硫化好,然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉,最后与熔融的热塑性塑料共混,理论上这种方法也能制得性能优良的TPV。从热塑性硫化橡胶的性能来说,主要在以下几个方面有应用:因其密封性应用于建筑/汽车密封条、密封圈;因其抗冲、防震、柔韧性应用于脚轮、缓冲块、电线电缆、软管。因其塑料改性,提高材料的韧性以及抗冲击程度。从热塑性硫化橡胶的性能有别于一般的热塑性弹性体来说,它的应用更偏向于工业制品:耐高温方面,常规的全硫化PP/EPDM可达到135℃;耐溶剂及油品方面,TPV中因具有交联的橡胶微粒相,所以通常比较耐溶剂和油品。传统TPV的大量使用和废弃不仅引起石油资源的日益紧缺,降解性能差还对生态环境造成严重破坏,目前热塑性硫化橡胶材料应用于缓冲物件时,韧性以及抗冲击较差,并且热塑性橡胶的热稳定性低。因此,专利技术一种抗冲击性好且降解性好的可降解抗冲击热塑性硫化橡胶对橡胶材料制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题,针对目前热塑性硫化橡胶材料应用于缓冲物件时,韧性以及抗冲击较差,并且热塑性橡胶的热稳定性差,传统热塑性硫化橡胶的大量使用和废弃不仅引起石油资源的日益紧缺,还由于降解性能差对生态环境造成严重破坏的缺陷,提供了一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法。为了解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)按重量份数计,将2~4份十二烷基硫酸钠,3~5份聚乙二醇辛基苯基醚,8~10份碳酸氢钠和80~90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中,并将四口烧瓶置于水浴槽内,加热升温,启动搅拌器搅拌,直至四口烧瓶内固体成分完全溶解,得到分散溶剂;(2)将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体,配制过硫酸铵水溶液作为引发剂,按重量份数计,通过滴液漏斗向上述分散溶剂中先加入14~16份的混合单体,搅拌2~4min后,向四口烧瓶中加入2~3份引发剂,反应,将30~33份混合单体和4~6份引发剂、20~25份偏铝酸钠溶液混合,得到混合液;(3)用滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加混合液,滴加完毕后保温反应,升温,继续保温反应,将四口烧瓶撤出水浴槽,搅拌冷却至室温,出料,用氨水调节烧瓶内体系pH值,得到自交联丙烯酸酯乳液;(4)将300~350g玉米粒置于400~500mL亚硫酸溶液中浸泡6~8h,取出浸泡后的玉米粒,将玉米粒置于盘式破碎机中破碎1~2h,得到玉米糊,将玉米糊过离心筛后,得到过筛玉米糊,置于烘箱中加热升温,干燥得到粗玉米淀粉;(5)将粗玉米淀粉置于淀粉耙式真空干燥机中,加热升温,真空干燥,得到干燥玉米淀粉,将干燥玉米淀粉、大豆蛋白粉和大豆肽粉混合,置于高速分散机中分散10~15min得到改性淀粉料,将纸浆与羟甲基纤维素混合得到混合浆液,将混合浆液置于真空泵中抽滤,直至无水滴落下,得到混合填料;(6)按重量份数计,将30~40份上述混合填料、20~30份聚乙烯醇、40~50份改性淀粉料、20~25份水、5~10份腐败的香蕉皮置于密封发酵罐中,静置发酵,得到发酵产物,将发酵产物置于模具中,向模具中加入8~10份偶氮二甲酰胺,4~5份过氧化苯甲酰,10~15份酚醛树脂、20~30份EPDM橡胶,再将模具置于硫化机中,加热升温,硫化并干燥,脱模得到可降解抗冲击热塑性硫化橡胶。步骤(1)所述的水浴槽加热升温后温度为80~85℃,搅拌转速为500~550r/min。步骤(2)所述的过硫酸铵水溶液的质量分数为40%,滴液漏斗滴加速率为3~5mL/min,反应时间为10~12min,偏铝酸钠溶液的质量分数为10%。步骤(3)所述的滴液漏斗的滴加速率为5~7mL/min,保温反应时间为30~35min,升温后温度为85~90℃,继续保温反应时间为40~45min,氨水的质量分数为25%,用氨水调节烧瓶内体系pH值为7.0~8.0。步骤(4)所述的亚硫酸溶液的质量分数为0.8%,浸泡时间为6~8h,离心筛的筛孔直径为0.06~0.08mm,烘箱中加热升温后温度为80~85℃,干燥时间为4~5h。步骤(5)所述的淀粉耙式真空干燥机加热升温后温度为100~105℃,真空干燥时间为2~3h,干燥玉米淀粉、大豆蛋白粉和大豆肽粉混合质量比10︰4︰1,高速分散机转速为3000~3500r/min,纸浆的质量分数为20%,纸浆与羟甲基纤维素混合质量比为10︰1。步骤(6)所述的控制密封发酵罐温度为40~50℃,静置发酵时间为3~5天,硫化机加热升温后温度为100~120℃,硫化并干燥时间为40~50min。本专利技术的有益效果是:(1)本专利技术以丙烯酸酯单体进行乳化反应得到自交联丙烯酸酯乳液,在自交联丙烯酸酯乳液制备过程中添加偏铝酸钠溶液,在硫化干燥过程中会还原产生铝粉,可以对热塑性硫化橡胶进行增强,并且由于铝粉颗粒的熔点较高,铝粉填充粒子能够将薄膜的熔点提高,有效减小高温下的热塑性变形,表面沉积的铝粉颗粒易被空气氧化形成致密的氧化膜,氧化铝的熔点很高,高温时内部橡胶受到高温的影响减小,利用有机过氧化物和酚醛树脂的复合交联体系作为硫化剂,可以有效地控制交联橡胶的交联程度和均匀性能,从而提升热塑性硫化橡胶的热稳定性,热塑性硫化橡胶由自交联丙烯酸酯胶膜包覆硫化EPDM橡胶颗粒所得,自交联丙烯酸酯胶膜经浸泡淀粉胶液处理,由于丙烯酸酯的自交联性,淀粉在丙烯酸酯的三维网络结构中的交联点进行接枝键合,因而在降解回收利用方面,丙烯酸酯胶膜中接枝淀粉在长期曝晒过程中,易分解成单糖,并且分解后丙烯酸酯的交联点会被破坏,丙烯酸酯胶膜会软化,分解成小分子,慢慢降解成二氧化碳和水,从而达到对热塑性硫化橡胶降解的目的,使橡胶颗粒分离出来,有利于橡胶资源得到重复利用,减少对环境的危害;(2)本专利技术的玉米淀粉经过大豆蛋白粉和大豆肽粉改性,大豆肽粉是一种能够改变生物大分子次级结构的试剂,无毒,可降解,可以有效削弱大豆蛋白分子内的氢键和二硫键,削弱玉米淀粉分子内的氢键,进而增大分子中静电斥力,因而本专利技术通过削弱分子间的相互作用,增加链的流动性,有利于蛋白质和淀粉这类大分子展开它们的二级结构或三本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法,其特征在于具体制备步骤为: (1)按重量份数计,将2~4份十二烷基硫酸钠,3~5份聚乙二醇辛基苯基醚,8~10份碳酸氢钠和80~90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中,并将四口烧瓶置于水浴槽内,加热升温,启动搅拌器搅拌,直至四口烧瓶内固体成分完全溶解,得到分散溶剂;(2)将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体,配制过硫酸铵水溶液作为引发剂,按重量份数计,通过滴液漏斗向上述分散溶剂中先加入14~16份的混合单体,搅拌2~4min后,向四口烧瓶中加入2~3份引发剂,反应,将30~33份混合单体和4~6份引发剂、20~25份偏铝酸钠溶液混合,得到混合液; (3)用滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加混合液,滴加完毕后保温反应,升温,继续保温反应,将四口烧瓶撤出水浴槽,搅拌冷却至室温,出料,用氨水调节烧瓶内体系pH值,得到自交联丙烯酸酯乳液; (4)将300~350g玉米粒置于400~500mL亚硫酸溶液中浸泡6~8h,取出浸泡后的玉米粒,将玉米粒置于盘式破碎机中破碎1~2h,得到玉米糊,将玉米糊过离心筛后,得到过筛玉米糊,置于烘箱中加热升温,干燥得到粗玉米淀粉; (5)将粗玉米淀粉置于淀粉耙式真空干燥机中,加热升温,真空干燥,得到干燥玉米淀粉,将干燥玉米淀粉、大豆蛋白粉和大豆肽粉混合,置于高速分散机中分散10~15min得到改性淀粉料,将纸浆与羟甲基纤维素混合得到混合浆液,将混合浆液置于真空泵中抽滤,直至无水滴落下,得到混合填料;(6)按重量份数计,将30~40份上述混合填料、20~30份聚乙烯醇、40~50份改性淀粉料、20~25份水、5~10份腐败的香蕉皮置于密封发酵罐中,静置发酵,得到发酵产物,将发酵产物置于模具中,向模具中加入8~10份偶氮二甲酰胺,4~5份过氧化苯甲酰,10~15份酚醛树脂、20~30份EPDM橡胶,再将模具置于硫化机中,加热升温,硫化并干燥,脱模得到可降解抗冲击热塑性硫化橡胶。...

【技术特征摘要】
1.一种可降解抗冲击热塑性硫化橡胶的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)按重量份数计,将2~4份十二烷基硫酸钠,3~5份聚乙二醇辛基苯基醚,8~10份碳酸氢钠和80~90份去离子水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗的四口烧瓶中,并将四口烧瓶置于水浴槽内,加热升温,启动搅拌器搅拌,直至四口烧瓶内固体成分完全溶解,得到分散溶剂;(2)将甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等质量混合得到混合单体,配制过硫酸铵水溶液作为引发剂,按重量份数计,通过滴液漏斗向上述分散溶剂中先加入14~16份的混合单体,搅拌2~4min后,向四口烧瓶中加入2~3份引发剂,反应,将30~33份混合单体和4~6份引发剂、20~25份偏铝酸钠溶液混合,得到混合液;(3)用滴液漏斗向上述四口烧瓶中滴加混合液,滴加完毕后保温反应,升温,继续保温反应,将四口烧瓶撤出水浴槽,搅拌冷却至室温,出料,用氨水调节烧瓶内体系pH值,得到自交联丙烯酸酯乳液;(4)将300~350g玉米粒置于400~500mL亚硫酸溶液中浸泡6~8h,取出浸泡后的玉米粒,将玉米粒置于盘式破碎机中破碎1~2h,得到玉米糊,将玉米糊过离心筛后,得到过筛玉米糊,置于烘箱中加热升温,干燥得到粗玉米淀粉;(5)将粗玉米淀粉置于淀粉耙式真空干燥机中,加热升温,真空干燥,得到干燥玉米淀粉,将干燥玉米淀粉、大豆蛋白粉和大豆肽粉混合,置于高速分散机中分散10~15min得到改性淀粉料,将纸浆与羟甲基纤维素混合得到混合浆液,将混合浆液置于真空泵中抽滤,直至无水滴落下,得到混合填料;(6)按重量份数计,将30~40份上述混合填料、20~30份聚乙烯醇、40~50份改性淀粉料、20~25份水、5~10份腐败的香蕉皮置于密封发酵罐中,静置发酵,得到发酵产物,将发酵产物置于模具中,向模具中加入8~10份偶氮二甲酰胺,4~5份过氧化苯甲酰,10~15份酚醛树脂、20~3...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘菊花章红英王素香
申请(专利权)人:佛山朝鸿新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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