一种改性胶原蛋白‑橡胶复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性胶原蛋白‑橡胶复合材料的制备方法，先将高碘酸钠、亚硫酸氢钠氧化‑磺化改性的微晶纤维素加入胶原蛋白溶液中进行接枝，再加入苯乙烯进行溶液聚合反应，喷雾干燥后得到改性胶原蛋白材料，与炭黑、橡胶等原料混合均匀，通过混炼、硫化制备改性胶原蛋白‑橡胶复合材料。本发明专利技术制备的橡胶复合材料兼具良好的力学性能和耐水性强、质量均一、性能稳定的优点，并且成本低廉、绿色环保，具有良好的环境效益和经济效益。

A modified collagen rubber composite material preparation method

The invention discloses a preparation method of modified collagen rubber composites, the microcrystalline cellulose sodium periodate oxidation, Sodium Bisulfite sulfonated modified by adding grafted collagen solution, then adding styrene solution polymerization after spray drying to obtain the modified collagen material mixed with carbon black, rubber etc. the raw material, through mixing and curing preparation of modified collagen rubber composites. The rubber composite prepared by the invention has the advantages of good mechanical and water resistance, uniform quality and stable performance, and has low cost, environmental protection, and has good environmental and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法
本专利技术涉及橡胶材料
，尤其涉及一种改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
炭黑由于对橡胶具有优异的补强作用，是橡胶工业最重要的补强填料。但是，炭黑作为填料具有环境污染严重、能耗大、对石油具有信赖性等缺点。随着石化能源的短缺和环境污染等问题变得日益严重，以及人们环境保护意识的不断增强，利用天然的可再生资源作为炭黑的替代品用于橡胶材料的研究越来越受到关注。胶原蛋白是一种天然高分子材料，具有独特的纤维状结构和良好的生物降解性，填充性良好，原料来源广泛。尤其是在制革工业的废弃物中，蛋白质的含量在30%以上，而其中胶原蛋白占蛋白质量的90%以上。以制革的残次皮料、边角余料等为原料提炼胶原蛋白，并将其应用于橡胶补强，不仅可以减少环境污染，而且具有良好的经济效益。然而，胶原蛋白与橡胶材料的相容性较差，在橡胶基质中容易发生团聚，而且胶原蛋白吸水性强，影响橡胶材料的耐水性，使得胶原蛋白在作为橡胶补强剂时受到限制。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种质量均一性好、耐水性强、性能稳定的改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）先将2-4重量份微晶纤维素加入20-40重量份高碘酸钠溶液中于30-50℃避光氧化反应2-4h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20-40重量份亚硫酸氢钠溶液于60-80℃磺化2-4h，再次用水洗涤后加入80-100重量份水分散均匀，加入10-15重量份胶原蛋白于85-90℃搅拌1-2h后再加入2-4重量份苯乙烯和0.02-0.04重量份过硫酸钾在氮气保护条件下60-70℃反应3-5h，然后喷雾干燥得到改性胶原蛋白材料；（2）将1-2重量份硅烷偶联剂KH-792、1-2重量份氧化锌、2-4重量份硬脂酸、0.5-1重量份防老剂、20-40重量份炭黑、20-40重量份步骤（1）所述的改性胶原蛋白材料和80-100重量份橡胶混合均匀，先在双辊开炼机上混炼，然后加入0.5-1重量份促进剂、1-2重量份硫黄在平板硫化机上150-160℃硫化，得到改性胶原蛋白-橡胶复合材料；所述胶原蛋白为皮革废弃胶原蛋白。所述高碘酸钠溶液的质量浓度为2-4g/L。所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度为10-15g/L。所述步骤（1）中的喷雾干燥的进风温度为80-90℃。所述橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶中的一种或者几种的混合。本专利技术的优点是：本专利技术先将高碘酸钠、亚硫酸氢钠氧化-磺化改性的微晶纤维素加入胶原蛋白溶液中进行接枝，再加入苯乙烯进行溶液聚合反应，喷雾干燥后得到改性胶原蛋白材料，通过磺化微晶纤维素与胶原蛋白的接枝赋予改性胶原蛋白材料良好的韧性，通过接枝苯乙烯赋予改性胶原蛋白材料良好的耐水性以及与橡胶材料良好的相容性，将得到的改性胶原蛋白材料与炭黑、橡胶等原料混合均匀，通过混炼、硫化制备改性胶原蛋白-橡胶复合材料，使得到的橡胶复合材料兼具良好的力学性能和耐水性强、质量均一、性能稳定的优点，并且成本低廉、绿色环保，具有良好的环境效益和经济效益。具体实施方式一种改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）先将2重量份微晶纤维素加入20重量份高碘酸钠溶液中于30℃避光氧化反应2h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20重量份亚硫酸氢钠溶液于60℃磺化2h，再次用水洗涤后加入80重量份水分散均匀，加入10重量份胶原蛋白于85℃搅拌1h后再加入2重量份苯乙烯和0.02重量份过硫酸钾在氮气保护条件下60℃反应3h，然后喷雾干燥得到改性胶原蛋白材料；（2）将1重量份硅烷偶联剂KH-792、1重量份氧化锌、2重量份硬脂酸、0.5重量份防老剂、20重量份炭黑、20重量份步骤（1）所述的改性胶原蛋白材料和80重量份橡胶混合均匀，先在双辊开炼机上混炼，然后加入0.5重量份促进剂、1重量份硫黄在平板硫化机上150℃硫化，得到改性胶原蛋白-橡胶复合材料；所述胶原蛋白为皮革废弃胶原蛋白。所述高碘酸钠溶液的质量浓度为2g/L。所述亚硫酸氢钠溶液的质量浓度为10g/L。所述步骤（1）中的喷雾干燥的进风温度为80℃。所述橡胶为丁苯橡胶。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性胶原蛋白‑橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）先将2‑4重量份微晶纤维素加入20‑40重量份高碘酸钠溶液中于30‑50℃避光氧化反应2‑4h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20‑40重量份亚硫酸氢钠溶液于60‑80℃磺化2‑4h，再次用水洗涤后加入80‑100重量份水分散均匀，加入10‑15重量份胶原蛋白于85‑90℃搅拌1‑2h后再加入2‑4重量份苯乙烯和0.02‑0.04重量份过硫酸钾在氮气保护条件下60‑70℃反应3‑5h，然后喷雾干燥得到改性胶原蛋白材料；（2）将1‑2重量份硅烷偶联剂KH‑792、1‑2重量份氧化锌、2‑4重量份硬脂酸、0.5‑1重量份防老剂、20‑40重量份炭黑、20‑40重量份步骤（1）所述的改性胶原蛋白材料和80‑100重量份橡胶混合均匀，先在双辊开炼机上混炼，然后加入0.5‑1重量份促进剂、1‑2重量份硫黄在平板硫化机上150‑160℃硫化，得到改性胶原蛋白‑橡胶复合材料；根据权利要求1所述的一种改性胶原蛋白‑橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述胶原蛋白为皮革废弃胶原蛋白。

【技术特征摘要】
1.一种改性胶原蛋白-橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）先将2-4重量份微晶纤维素加入20-40重量份高碘酸钠溶液中于30-50℃避光氧化反应2-4h，将得到的氧化微晶纤维素用水洗涤后再加入20-40重量份亚硫酸氢钠溶液于60-80℃磺化2-4h，再次用水洗涤后加入80-100重量份水分散均匀，加入10-15重量份胶原蛋白于85-90℃搅拌1-2h后再加入2-4重量份苯乙烯和0.02-0.04重量份过硫酸钾在氮气保护条件下60-70℃反应3-5h，然后喷雾干燥得到改性胶原蛋白材料；（2）将1-2重量份硅烷偶联剂KH-792、1-2重量份氧化锌、2-4重量份硬脂酸、0.5-1重量份防老剂、20-40重量份炭黑、20-40重量份步骤（1）所述的改性胶原蛋白材料和80-100重量份橡胶混合均匀，先在双辊开炼机上混炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈篯，孙维乐，
申请(专利权)人：安徽北马科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34