一种三基体生物工程橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三基体生物工程橡胶及其制备方法。该橡胶由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成。本发明专利技术还公开了此三基体生物工程橡胶的制备方法，首先，衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到三基体共聚物，接着，将三基体共聚物经化学交联制得三基体生物工程橡胶；所述的化学交联过程可以通过添加传统的硫磺/促进剂实现。本发明专利技术制备的三基体生物工程橡胶，较以往的生物工程橡胶物理机械性能和可加工性得到了提高，具有很好的应用前景。以此制备的胎面胶，较之以往的生物工程橡胶，提高了拉伸强度、拉断伸长率和定伸应力，同时还降低了阿克隆磨耗。

Three matrix biological engineering rubber and preparation method thereof

The invention discloses a three base biological engineering rubber and a preparation method thereof. The rubber matrix consists of three chemically cross-linked copolymer; the three matrix copolymer by itaconic acid ester, isoprene and methyl methacrylate polymerization. The invention also discloses a method for preparing three, the matrix of biological engineering rubber, isoprene first, itaconic acid ester and methyl methacrylate polymerization of three matrix copolymer, then three matrix copolymer prepared by chemical crosslinking of three matrix biological engineering rubber; the chemical crosslinking process by the addition of traditional sulfur / the accelerator. Compared with the prior biological engineering rubber, the three matrix biological engineering rubber prepared by the invention has improved physical and mechanical properties and processability, and has a good application prospect. In order to prepare the tread, compared with the previous biological engineering rubber, improve the tensile strength, elongation at break and tensile stress, while also reducing the akron.

【技术实现步骤摘要】
一种三基体生物工程橡胶及其制备方法
本专利技术涉及轮胎
，具体涉及一种三基体生物工程橡胶及其制备。
技术介绍
在能源、资源与环境都受到严重挑战的今天，以大量能源资源消耗为代价的化工工业正在面临着严峻的考验。充分利用可再生资源、减少对石油等不可再生的化石资源的依赖对促进全球经济的可持续发展具有十分重大的意义。轮胎行业是依赖于石油化工的高污染高能耗的产业，随着不可再生资源的大量消耗和人们环保意识的逐渐提高，充分利用生物质资源对全球经济社会的可持续发展具有重要意义。目前国内的轮胎胎面胶大多采用天然橡胶、丁苯胶、顺丁胶，其中天然胶资源少，价格高，而其它合成橡胶主要来自石油基原料，能耗高、污染严重。近年来出现了生物基工程橡胶的概念，其正是在生物质资源快速发展的背景下被发展起来的。生物基工程橡胶具有以下几个特点：所用原料不依赖于石化资源，主要通过可在生的生物资源来制备，单体容易获得，价格便宜；通过化学合成或者生物合成的这些弹性体具有良好的环境稳定性；合成弹性体与传统放入橡胶加工成型工艺具有良好的相容性，可采用传统的橡胶加工工艺加工成型，例如混合、模压和硫化等工艺；合成弹性体应该具有与传统合成橡胶想比拟的物理机械性能，适合于多方面的应用。衣康酸主要以玉米淀粉、木薯淀粉、荒计等为原料发酵得到，为一种可再生资源。国内的发酵生产工艺己接近国际先进水平。衣康酸的主要应用为改性聚丙烯、尼龙，生产衣康酸基的吸水树脂和除垢剂、粘合剂，生产高分子水凝胶和离子交换树脂等。近年来，有研究者提出了以衣康酸经过酯化、提纯技术处理后得到的衣康酸酯单体为主体原料，通过与异戊二烯发生自由基引发的乳液共聚合方法制备得到衣康酸酯/异戊二烯共聚物型生物工程橡胶（CN102558578B），并将其应用于轮胎用胎面胶中取得了一定成果（CN104725756B），其具有较低滚动阻力，但是在其它性能上相对使用天然橡胶、丁苯胶、顺丁胶的胎面胶差一点，还需提高，才能够适应实际生产应用。
技术实现思路
基于以上技术问题，本专利技术旨在提供一种三基体生物工程橡胶，使其具有比常规合成橡胶更加优异的物理机械性能和加工性能。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种三基体生物工程橡胶，由三基体共聚物经化学交联而成，化学交联前，所述的三基体共聚物数均分子量为5x104-5x105；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成；所述衣康酸酯为：衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丙酯、衣康酸二异丙酯、衣康酸二丁酯或衣康酸二异丁酯。本专利技术还提供了上述三基体生物工程橡胶制备方法，首先，衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到三基体共聚物，接着，将三基体共聚物经化学交联制得三基体生物工程橡胶；所述的化学交联过程可以通过添加传统的硫磺/促进剂实现。具体反应条件和步骤如下：S1、聚合反应将衣康酸酯、异戊二烯、甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、引发剂和稳定剂混合，在搅拌条件下预乳化；然后，加热进行聚合反应，破乳干燥得到三基体生物工程橡胶生胶；S2、交联反应以硫磺为交联剂，通过传统的硫磺/促进剂体系，加入20-30重量份的白炭黑，在150-170℃下模压硫化制成三基体生物工程橡胶。其中S1中各原料重量份为：衣康酸酯100份，异戊二烯1-50份，甲基丙烯酸甲酯1-25份，乳化剂6-10份，引发剂0.2-1份，稳定剂1-3份；所述聚合反应温度120-170℃，时间为3~72h。优选地，所述乳化剂为十二烷基磺酸钠和OP-10的一种或两种。优选地，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种。优选地，所述稳定剂优选为碳酸氢钠。优选地，所述破乳采用加入絮凝剂的方法，絮凝剂优选质量浓度为2%-5%的氧化钙溶液或质量浓度1%的硫酸溶液。S2具体为：将100重量份三基体生物工程橡胶生胶，0.5-2.5重量份硫磺，0.5-2重量份促进剂M，0.5-2重量份促进剂CZ和20-30重量份白炭黑，共混在150-170℃下模压硫化制成三基体生物工程橡胶。本专利技术的有益效果本专利技术制备的三基体生物工程橡胶，较以往的生物工程橡胶物理机械性能和可加工性得到了提高，具有很好的应用前景。使用本专利技术的三基体生物工程橡胶制备的轮胎用胎面胶，相较于以往的生物工程橡胶，提高了拉伸强度、拉断伸长率和定伸应力，同时还降低了阿克隆磨耗，取得了优异的综合性能。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1在1L反应釜中，加入衣康酸二乙酯100克，异戊二烯10克，甲基丙烯酸甲酯25克,十二烷基硫酸钠5克，OP-10乳化剂5克，碳酸氢钠1克，加压至0.5MPa，预乳化1小时。然后向反应釜中加入0.7克过硫酸铵，升温至120℃，反应24h，得到三基体生物工程橡胶乳液。配置质量浓度2%的氧化钙溶液，将该乳液缓慢加入并搅拌，静置1h后将絮凝产物在40℃真空干燥箱中烘干至恒重，得到三基体生物工程橡胶生胶。测得其数均分子量为467549。将100克上述三基体生物工程橡胶生胶，5克氧化锌，0.5克硬脂酸，2克硫磺，0.7克促进剂M，l克促进剂CZ，30克白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶，混炼胶在150℃下模压硫化制备成三基体生物工程橡胶。实施例2在1L反应釜中，加入衣康酸二异丙酯100克，异戊二烯20克，甲基丙烯酸甲酯20克,十二烷基硫酸钠3克，OP-10乳化剂3克，碳酸氢钠2克，加压至0.5MPa，预乳化1小时。然后向反应釜中加入0.5克过硫酸钾，升温至150℃，反应18h，得到三基体生物工程橡胶乳液。配置质量浓度3%的氧化钙溶液，将该乳液缓慢加入并搅拌，静置1h后将絮凝产物在40℃真空干燥箱中烘干至恒重，得到三基体生物工程橡胶生胶。测得其数均分子量为56754。将100克上述三基体生物工程橡胶生胶，5克氧化锌，0.5克硬脂酸，0.5克硫磺，0.5克促进剂M，0.5克促进剂CZ，20克白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶，混炼胶在160℃下模压硫化制备成三基体生物工程橡胶。实施例3在1L反应釜中，加入衣康酸二异丁酯100克，异戊二烯5克，甲基丙烯酸甲酯25克,十二烷基硫酸钠10克，碳酸氢钠3克，加压至0.5MPa，预乳化1小时。然后向反应釜中加入1克过硫酸钠，升温至150℃，反应18h，得到三基体生物工程橡胶乳液。配置质量浓度5%的氧化钙溶液，将该乳液缓慢加入并搅拌，静置1h后将絮凝产物在40℃真空干燥箱中烘干至恒重，得到三基体生物工程橡胶生胶。测得其数均分子量为74587。将100克上述三基体生物工程橡胶生胶，5克氧化锌，0.5克硬脂酸，2.5克硫磺，2克促进剂M，2克促进剂CZ，30克白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶，混炼胶在170℃下模压硫化制备成三基体生物工程橡胶。实施例4在1L反应釜中，加入衣康酸二丁酯100克，异戊二烯50克，甲基丙烯酸甲酯5克，OP-10乳化剂10克，碳酸氢钠3克，加压至0.5MPa，预乳化1小时。然后向反应釜中加入0.1克过硫酸铵和0.1克过硫酸钾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三基体生物工程橡胶，其特征在于，由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成。

【技术特征摘要】
1.一种三基体生物工程橡胶，其特征在于，由三基体共聚物经化学交联而成；所述三基体共聚物由衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯聚合而成。2.根据权利要求1所述的橡胶，其特征在于，所述的三基体共聚物数均分子量为5x104-5x105。3.根据权利要求1所述的橡胶，其特征在于，所述衣康酸酯为：衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丙酯、衣康酸二异丙酯、衣康酸二丁酯或衣康酸二异丁酯。4.一种权利要求1-3任一所述三基体生物工程橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，衣康酸酯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应得到三基体共聚物，接着，将三基体共聚物经化学交联制得三基体生物工程橡胶；所述的化学交联过程可以通过添加传统的硫磺/促进剂实现。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、聚合反应将衣康酸酯、异戊二烯、甲基丙烯酸甲酯、乳化剂、引发剂和稳定剂混合，在搅拌条件下预乳化；然后，加热进行聚合反应，破乳干燥得到三基体生物工程橡胶生胶；S2、交联反应以硫磺为交联剂，通过传统的硫磺/促进剂体系，加入20-30重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建军，
申请(专利权)人：盐城易宝路轮胎有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32