本发明专利技术提供一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑及其制备方法。采用本发明专利技术提供的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑填充的橡胶材料与未经包覆的白炭黑填充的橡胶材料相比，300％定伸强度可提高80％，磨耗量可降低36％，永久变形率可降低58％。本发明专利技术通过将白炭黑的分散液与环氧化天然橡胶混合，经剪切处理，固液分离以及高温处理，使环氧基与硅羟基发生化学结合，得到环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑，制备方法简便，实用，易于工业化，可直接与白炭黑的现有生产工艺结合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及白炭黑表面改性
，特别设及一种环氧化天然橡胶包覆改性白 炭黑及其制备方法W及用其制备的橡胶。
技术介绍
白炭黑是一种优良的橡胶补强剂，目前全世界70%W上的白炭黑用于橡胶工业。 与炭黑相比，白炭黑可改善橡胶的抗撕裂性能和粘合性能，降低轮胎胎面胶的滚动阻力和 提高湿地牵引力。然而，白炭黑比表面积很大，趋向于二次聚集，加之表面含有大量径基，易 产生强烈的氨键缔合作用，导致白炭黑聚集体间易凝聚成更大的聚集体，在橡胶中难W均 匀分散，使胶料的加工性能和使用性能变差。目前，在橡胶工业中，为提高填料的分散性和 界面作用，主要采用硅烷偶联剂对白炭黑进行表面改性。该技术在溶聚下苯橡胶中的应用 很成功，但在其他橡胶如乳聚下苯橡胶和天然橡胶中的应用，由于受到非橡胶物质的干扰， 始终未获得满意的效果。 环氧化天然橡胶是一种由天然橡胶改性而来的功能性聚合物，它能通过与白炭 黑的界面作用，即使在不加硅烷偶联剂的情况下，也可W显著改善白炭黑的分散性和加工 性。例如，SaramoleeP.等（RiAberQiemistryandTechnology, 2014,87,320-339)和 SengloyluanΚ.等巧uropeanPolymerJournal, 2014, 51，69-79)W及中国专利"一种娃藻 ±/天然橡胶复合材料的制备方法"(CN101914229A)，通过在橡胶配方中添加环氧化天然橡 胶作为改性剂原位改性白炭黑，制备的白炭黑/橡胶复合材料性能得到了一定的提高。然 而，研究也发现，由于环氧基与娃径基的反应活性低，环氧化天然橡胶与白炭黑之间主要形 成氨键作用，难W形成强的化学作用，导致白炭黑/橡胶复合材料存在定伸应力低、永久变 形大、耐磨性差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑及其制备方法W及 橡胶材料。本专利技术制备的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑具有良好的分散性和界面结合强 度，采用该白炭黑填充的橡胶材料具有良好的定伸应力和耐磨性，永久变形量低。 本专利技术提供了一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑的制备方法，包括W下步骤： (1)提供白炭黑的分散液，将所分散液与环氧化天然橡胶混合，得到混合物料； 似将所述步骤（1)得到的混合物料进行剪切处理，得到混合浆液； (3)将步骤（2)所述混合浆液进行固液分离，得到环氧化天然橡胶包覆的白炭黑 前体； (4)将步骤（3)得到的白炭黑前体进行热处理，得到环氧化天然橡胶包覆改性白 炭黑。 优选的，所述步骤（1)中环氧化天然橡胶的质量为白炭黑质量的1~100%。 优选的，所述步骤（2)中剪切处理为超声波分散、高压匀质分散、高剪切匀质分散 和高速射流均质分散中的至少一种。 优选的，所述步骤（3)中固液分离为压滤、离屯、沉降和喷雾干燥中的至少一种。 优选的，所述步骤（4)中的热处理溫度为120~250°C，热处理时间为0. 5~2地。 优选的，所述热处理在真空或保护气体的保护下进行。 本专利技术还提供了按照一种上述制备方法制备的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑， 所述环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑由包覆层和核构成。 优选的，所述环氧化天然橡胶和白炭黑之间的结合为界面化学结合。 一种权利要求1~7中任意一项所述制备方法制备的环氧化天然橡胶包覆改性白 炭黑或权利要求8或9所述的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑制备的橡胶材料，所述环氧 化天然橡胶包覆改性白炭黑在制备橡胶材料前进行吸湿处理。 优选的，所述环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑经吸湿处理后水分含量为3~ 13wt% 〇 本专利技术提供了一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑及其制备方法，W及用其制备 的橡胶。本专利技术通过将白炭黑的分散液与环氧化天然橡胶混合，经剪切处理，实现环氧化天 然橡胶对白炭黑的包覆；再经过固液分离和热处理，使环氧基与娃径基发生化学结合；得 到的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑中白炭黑与环氧化天然橡胶形成强的界面化学结合， 提高了产品的分散性和界面结合强度；采用本专利技术提供的改性白炭黑填充的橡胶材料与未 经包覆的白炭黑填充的橡胶材料相比，300%定伸强度可提高80%，磨耗量可降低36%，永 久变形率可降低58%。本专利技术提供的制备方法简便，实用，易于工业化，可直接与白炭黑的 现有生产工艺结合。【附图说明】 图1为对比例中白炭黑的X射线光电子能谱图； 图2为实施例1中制备的环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑的X射线光电子能谱 图。【具体实施方式】 本专利技术提供了一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑的制备方法，包括W下步骤： (1)提供白炭黑的分散液，将所述分散液与环氧化天然橡胶混合，得到混合物料； (2)将所述步骤（1)得到的混合物料进行剪切处理，得到混合浆液； (3)将步骤（2)所述混合浆液进行固液分离，得到环氧化天然橡胶包覆的白炭黑 前体；[002引 （4)将步骤做得到的白炭黑前体进行热处理，得到环氧化天然橡胶包覆改性白 炭黑。 本专利技术首先提供白炭黑的分散液。本专利技术对所述制备分散液的操作没有特殊的限 审IJ，采用本领域技术人员熟知的分散液制备的技术方案即可。在本专利技术中，所述白炭黑优选 为白炭黑粉末、白炭黑滤饼或直接取自白炭黑生产过程中的白炭黑浆液。在本专利技术中，当 所述白炭黑为白炭黑粉末或白炭黑滤饼时，优选将白炭黑通过与水混合后经破碎、分散制 备得到白炭黑的分散液；在本专利技术中，所述破碎和分散优选为超声破碎和分散，所述超声破 碎和分散可同时进行。在本专利技术中，所述白炭黑直接取自白炭黑生产过程中的白炭黑浆液 时，优选直接作为分散液。在本专利技术中，所述分散液的质量浓度优选为5~50%，更优选为 20 ~35%。 在本专利技术中，优选在分散液与环氧化天然橡胶混合之前，与界面反应剂混合。在本 专利技术中，所述界面反应剂优选为化学通式为A-R-B的化合物，所述A为能与娃径基反应的基 团，所述B为能与环氧基反应的基团，所述R为碳原子数为1~12的控基或碳原子数为1~ 8的娃控基。在本专利技术中，所述R优选为碳原子数为1~12的烷基或碳原子数1~4的硅烷 基。在本专利技术中，所述R可具体为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正下基、异下基、仲下基、叔下 基、戊基、己基、辛基、癸基、十二烷基、娃甲基、娃乙基、娃丙基或娃下基。在本专利技术中，所述A 可具体为簇基、醒基、径基和烷氧基中的一种或多种，所述B可具体为伯胺基、仲胺基、酷胺 基、簇基、径基和琉基中的一种或多种。在本专利技术中，所述界面反应剂优选为含有胺基或琉 基的硅烷偶联剂。在本专利技术的实施例中，所述界面反应剂可具体为丫-琉丙基Ξ乙氧基娃 烧、丫-琉丙基二甲氧基硅烷、琉丙基甲基二甲氧基硅烷、丫-氨丙基二乙氧基硅烷、丫-氨 丙基Ξ甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基）-丫-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基）-丫 -氨丙 基二乙氧基硅烷、Ν-(β-氨乙基-丫-氨丙基）甲基二甲氧基硅烷、丫-氨丙基甲基二甲氧 基硅烷和丫-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种。在本专利技术中，所述界面反应剂的 用量优选为白炭黑质量的1~10%。在本专利技术中，所述界面反应剂与白炭黑的反应时间优 选为0. 5~50h，更优选为10~40h，最优选为20~30h。在本专利技术中，所述界面反应剂被 白炭黑表面的娃径基吸附后，在白炭黑本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑的制备方法，包括以下步骤：(1)提供白炭黑的分散液，将所述分散液与环氧化天然橡胶混合，得到混合物料；(2)将所述步骤(1)得到的混合物料进行剪切处理，得到混合浆液；(3)将步骤(2)所述混合浆液进行固液分离，得到环氧化天然橡胶包覆的白炭黑前体；(4)将步骤(3)得到的白炭黑前体进行热处理，得到环氧化天然橡胶包覆改性白炭黑。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：廖禄生，李一民，钟杰平，张福全，王兵兵，汪月琼，胡彦师，许逵，彭政，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院农产品加工研究所，中国热带农业科学院橡胶研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44
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