一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法技术

本发明专利技术为一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，涉及一种橡胶改性方法，该方法制备二氧化硅改性杜仲胶应用于硫化胶。该改性杜仲胶的制备原料包括环氧化杜仲胶乳液，和SiO2与水的悬浊液。改性杜仲胶通过SiO2与水的悬浊液对杜仲胶进行改性，改性得到的杜仲胶较未改性的杜仲胶大大提高了力学性能和屈挠性能，基于该二氧化硅改性杜仲胶制备的硫化胶与环氧杜仲胶制备的硫化胶对比，300％定伸应力可以提高51%以上，抗拉强度可以提高25%以上，撕裂强度可以提高10%以上，阿克隆磨损体积可以降低72%以上，6级屈挠次数可以提高68%以上，动态生热降低59.3%。热降低59.3%。热降低59.3%。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法


[0001]本专利技术涉及一种杜仲胶制备硫化胶方法，特别是涉及一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法。

技术介绍

[0002]杜仲胶（EUG）是天然橡胶之一，产自属于杜仲科的杜仲树。除木质外，杜仲树的叶、根、皮、种子都含有杜仲胶。白炭黑是一种用于橡胶制品（包括高温硫化硅橡胶）的环保且性能优异的助剂。白炭黑是白色粉末状X
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射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，95％
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99％的成分是二氧化硅（SiO2）。
[0003]SiO2是一种非晶态材料，由硅原子和氧原子组成，连接在一个不规则的Si
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O
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Si键的三维网络中，硅醇基团(Si
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OH)存在于内部和表面。白炭黑中二氧化硅粒子含量占 90%以上，表面含有大量的羟基，因此其具有较高的亲水性，易吸附水团聚成为团聚体，粒径通常在 10 nm
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40 nm 之间，密度约在 2.32 cm3‑
2.65/cm
3 之间。另外，二氧化硅的分子链结构主要由硅氧键和表面的硅羟基组成，由于硅氧之间电负性的差异导致二氧化硅颗粒由于其极性特征表面产生处强烈的相互作用从而产生团聚，这种在橡胶基体内的团聚的产生原因除了范德华力和其他物理相互作用外还存在氢键，从而导致更强的填料
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填料间的相互作用。
[0004]因此，二氧化硅与非极性橡胶相容性差且在橡胶基体中分散不均匀；并且在无极性增容剂的情况下，在非极性橡胶中使用二氧化硅会导致分散性差，从而导致材料的性能下降。
[0005]另外，二氧化硅表面的硅烷醇基在橡胶混炼及硫化的过程中通过氢键吸附其他极性的橡胶加工助剂，从而影响硫化胶中橡胶助剂的补强效果。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，本专利技术改性杜仲胶通过SiO2与水的悬浊液对杜仲胶进行改性，改性得到的杜仲胶较未改性的杜仲胶大大提高了力学性能和屈挠性能，应用于制备的硫化胶其撕裂强度、屈挠次数以及300％定伸应力、抗拉强度等指标明显提高，阿克隆磨损体积明显降低，拓展了该硫化胶的应用领域。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，所述方法包括以下制备过程：a制备二氧化硅改性杜仲胶，其原料包括环氧化杜仲胶乳液和SiO2与水的悬浊液；环氧化杜仲胶乳液的制备包括：将杜仲胶均匀溶解在石油醚或甲苯中，在50℃75℃下搅拌混合均匀得均匀溶液；将均匀溶液冷却至25℃
ꢀ‑
50℃；冷却后加入HCOOH搅拌均匀，搅拌均匀后加入H2O2在40℃
‑
50℃进行反应得反应液；将反应液调节PH值到6
‑
7，然后加入蒸馏水，继续搅拌得到环氧化杜仲胶乳液；
b制备硫化胶，其原料按照质量份计为：二氧化硅改性改性杜仲胶115份
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125份、氧化锌3份
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7份、硬脂酸1份
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3份、防老剂4010NA 0.5份
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1.5份、促进剂CZ 1份
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3份和硫磺1份
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3份。
[0008]所述的一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，所述杜仲胶包括合成杜仲胶TPI和天然杜仲胶。
[0009]所述的一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，所述环氧化杜仲胶的环氧化程度为1%
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40%。
[0010]所述的一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，所述二氧化硅改性杜仲胶，其H2O2/C=C/HCOOH的摩尔比为1:1:0.2
‑
0.8。
[0011]所述的一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，所述二氧化硅改性杜仲胶，其SiO2与水的悬浊液中，SiO2的质量浓度为1 g
ꢀ‑
20 g/100mL。
[0012]本专利技术的优点与效果是：1.基于本专利技术提供的二氧化硅改性杜仲胶制备的硫化胶与杜仲胶制备的硫化胶对比，撕裂强度可以提高31%以上，阿克隆磨损体积可以降低94%以上，6级屈挠次数可以提高575%以上；2.基于本专利技术提供的二氧化硅改性杜仲胶制备的硫化胶与环氧杜仲胶制备的硫化胶对比，300％定伸应力可以提高51%以上，抗拉强度可以提高25%以上，撕裂强度可以提高10%以上，阿克隆磨损体积可以降低72%以上，6级屈挠次数可以提高68%以上。
附图说明
[0013]图1 为本专利技术实施例6制备的各硫化胶的红外光谱图；图2 为本专利技术实施例6制备的合硫化胶的核磁氢谱图。
实施方式
[0014]下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。
[0015]所举实施例是为了更好地对本专利技术进行说明，但并不是本专利技术的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0016]本专利技术中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且无意于限制本公开。除非在上下文中具有明显不同的含义，否则单数形式的表达包括复数形式的表达。如本文所使用的，应当理解，诸如“包括”、“具有”、“包含”之类的术语旨在指示特征、数字、操作、组件、零件、元件、材料或组合的存在。在说明书中公开了本专利技术的术语，并且不旨在排除可能存在或可以添加一个或多个其他特征、数字、操作、组件、部件、元件、材料或其组合的可能性。如在此使用的，根据情况，“/”可以被解释为“和”或“或”。
[0017]本专利技术实施例提供一种二氧化硅改性杜仲胶，其制备原料包括环氧化杜仲胶乳液，和SiO2与水的悬浊液。
[0018]需要说明的是，杜仲胶为全反式
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1，4
‑
聚异戊二烯结构，酯基封端；环氧化杜仲胶不仅具有环氧化结构，而且末端带有酯基，其改善胶料中二氧化硅的分散性，有助于提高二氧化硅对橡胶的力学增强效果。本专利技术中利用杜仲胶分子链以酯基封端，具有水溶性的特
点，首先将杜仲胶配置成稳定溶液，然后向溶液中加入氧化剂，反应后调节PH值，再加入蒸馏水调配成乳液体系，加入SiO2与水的悬浊液，一步实现对杜仲胶的湿法接枝，制备二氧化硅湿法接枝环氧化杜仲胶，即二氧化硅改性杜仲胶。
[0019]在一些具体实施例中，上述二氧化硅改性杜仲胶中环氧化杜仲胶乳液可以按照本领域所已知的方法进行制备，优选制备方法包括：（1）将杜仲胶均匀溶解在石油醚或甲苯中，在50℃
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75℃下搅拌混合均匀得均匀溶液；（2）将均匀溶液冷却至25℃
ꢀ‑
50℃；（3）冷却后加入HCOOH搅拌均匀，搅拌均匀后加入H2O2在40℃
‑
50℃进行反应得反应液；（4）将反应液调节PH值到6
‑
7，然后加入蒸馏水，继续搅拌得到环氧化杜仲胶乳液。
[0020]在一些具体实施例中，上述环氧化杜仲胶乳液的制备方法中，杜仲胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅改性杜仲胶制备硫化胶方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：a制备二氧化硅改性杜仲胶，其原料包括环氧化杜仲胶乳液和SiO2与水的悬浊液；环氧化杜仲胶乳液的制备包括：（1）将杜仲胶均匀溶解在石油醚或甲苯中，在50℃
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75℃下搅拌混合均匀得均匀溶液；（2）将均匀溶液冷却至25 ℃
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50℃；（3）冷却后加入HCOOH搅拌均匀，搅拌均匀后加入H2O2在40℃
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50℃进行反应得反应液；（4）将反应液调节PH值到6
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7，然后加入蒸馏水，继续搅拌得到环氧化杜仲胶乳液；b制备硫化胶，其原料按照质量份计为：二氧化硅改性改性杜仲胶115份
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125份、氧化锌3份
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7份、硬脂酸1份
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3份、防老剂4010NA 0....

【专利技术属性】
技术研发人员：方庆红，应月，康海澜，杨凤，李龙，李东翰，韩文驰，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：