【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶轮胎制造，尤其涉及一种生物质填料补强的环保橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
1、
2、迄今为止，轮胎制造过程中最常用的填料是炭黑和白炭黑，而制备炭黑的原材料主要是石油、天然气和煤焦油等石化产品。木质素是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源，是一种典型的天然有机高分子化合物，可以将其作为一种生物质补强填料替代部分炭黑应用于轮胎中，制备更加环保的胶料，从而减少碳排放。
3、但是在实际的工业生产中，木质素主要以磺酸盐的形式出现，如造纸的碱水废解液、植物纤维素水解后的产物、栲胶的废渣等。目前我国对于木质素的应用还处于初级阶段，大部分的木质素仍被当做废物排放掉，不仅浪费资源，而且给环境尤其是水资源造成严重的污染。此外由于木质素分子结构中含有大量的羟基，分子间作用力较大，在胶料中难以分散，所以在现有技术中也常采用回收的热裂解炭黑来替代常用炭黑，但是热裂解炭黑制备的胶料通常具有较高的滞后生热。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的是提供一种生物质填料补强的环保橡胶组合物，该环保橡胶组合物通过使用使用生物质补强填料制备环保橡胶组合物，制备的环保橡胶组合物不仅力学性能优异，还具有十分优异的低生热性能。
2、本专利技术的第二目的是提供上述的环保橡胶组合物的制备方法，该方法步骤简单，容易操作，适合工业化生产。
3、本专利技术提供了一种生物质填料补强的环保橡胶组合物，其按重量份数计，主
4、80-130份二烯烃弹性体、30-60份炭黑、5-20份生物质补强填料、1-8份防老剂、3-7份氧化锌、0.2-2份硬脂酸、2-10份酚醛树脂、1-3份促进剂和1-4份硫化剂。
5、优选地，所述的环保橡胶组合物按重量份数计，主要包括有：90-110份二烯烃弹性体、35-45份炭黑、8-15份生物质补强填料、1.5-5份防老剂、4-6份氧化锌、0.5-1.5份硬脂酸、5-8份酚醛树脂、1.2-1.8份促进剂和2-3份硫化剂。
6、优选地，所述的环保橡胶组合物按重量份数计，主要包括有：100份二烯烃弹性体、39份炭黑、10份生物质补强填料、2份防老剂、5份氧化锌、1份硬脂酸、7份酚醛树脂、1.5份促进剂和2.7份硫化剂。
7、优选地，所述二烯烃弹性体为顺式-1，4-聚异戊二烯、顺式-1，4-聚异戊二烯和顺式丁二烯的混合物中的其中一种。
8、优选地，所述炭黑为炭黑n330、炭黑n375、炭黑n550和炭黑n660中的其中一种或几种的组合；
9、优选地，所述炭黑为炭黑n330、炭黑n375和炭黑n660中的其中一种或几种的组合；
10、优选地，所述炭黑为炭黑n660。
11、优选地，所述生物质补强填料为木质素磺酸盐；
12、优选地，所述木质素磺酸盐的粒径小于等于10μm；
13、优选地，所述酚醛树脂为辛基酚醛增粘树脂；
14、优选地，所述硫化剂为硫磺；
15、优选地，所述防老剂为防老剂rd和6ppd中的其中一种或两种的组合；
16、优选地，所述防老剂为防老剂rd和6ppd按一定的比例混合而成；
17、优选地，所述防老剂为防老剂rd和6ppd按重量份数为1：1混合而成。
18、在本专利技术中，采用生物质补强填料制备环保橡胶组合物，其中，生物质补强填料可以改善橡胶组合物的粒径、形状、表面积和表面活性，在组合物中引入生物质补强填料可以提供额外的拉伸性能，生物质补强调料通过其表面对试图拉伸和围绕其滑动的高分子链提供粘性阻力来增加拉伸性能，同时，在未添加生物质补强填料的橡胶组合物中，热能的转换与橡胶分子链相互滑动的摩擦力有关，而在添加了生物质补强填料后，生物质补强填料牢固的粘附在橡胶分子链上，增加橡胶分子链之间的稳定性，提高了橡胶组合物的拉伸性能。
19、在本专利技术中，采用二烯烃弹性体作为橡胶组合物的主要组成部分之一，二烯烃弹性体所制备的橡胶组合物具有优良的弹性和耐磨性，其可以应用在各种恶劣的环境下，并能有效减少震动和噪音。而二烯烃弹性体作为橡胶的重要成分，不仅能增加橡胶的柔韧性和弹性，还能改善橡胶的耐候性和抗老化性能，延长橡胶制品的使用寿命，
20、同时将生物质补强填料选择为木质素磺酸盐，其中木质素是由苯丙烷单元构成的复杂天然高分子化合物，自身含有大量的苯环以及丰富的、醇羟基等极性基团，因此木质素与其他生物质基体之间能够形成氢键和化学键作用，可在纤维素或其他生物质网络之间充当黏合剂与填充剂。由此，木质素的复合可以提高生物质薄膜材料的交联密度，从而提升其力学性能，同时，木质素也可以作为薄膜材料苯酚类增强剂的替代物，使薄膜具有更好的力学性能。同时采用木质素磺酸盐制备橡胶组合物，其中，由于木质素的分子侧链上含有的甲氧基、酚羟基、醛基和羧基等多种基团，能够与二烯烃弹性体发生化学反应，使得在进行硫化时，木质素分子或木质素分子间的羟甲基进一步进行缩合，形成木质素树脂网络，网络中的活性基团与二烯烃弹性体反应，使得木质素树脂网络与二烯烃弹性体形成整体，构成双重网络结构，从而使其补强作用大大提高。
21、同时，本专利技术还使用了炭黑，炭黑是烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。其成分主要是元素碳，并含有少量氧、氢和硫等。在橡胶加工中，通过混炼加入橡胶中作补强剂和填料，其具有良好的增强、填充、着色和导电性能，由于炭黑具有高比表面积和多孔结构，可以增加橡胶组合物和生物质补强填料之间的摩擦力，增加橡胶组合物的强度和硬度，同时炭黑还具有良好的导热性和导电性，可以促进橡胶分子间的交联和固化，提高橡胶组合物的耐热性和耐寒性，炭黑具备的良好的吸附性和化学惰性，可以吸附和隔离橡胶分子与外界环境的接触，提高橡胶组合物的耐油性和耐化学性能，同时由于其具有良好的分散性和流动性，可以促进橡胶分子间的分散和流动，从而提高橡胶组合物的加工性能。
22、而且本专利技术中将炭黑和木质素磺酸盐进行配合使用，木质素磺酸盐和炭黑复合材料具有超高比表面积、优异的导电性能和良好的催化活性，可以改善橡胶组合物的伸长率，同时木质素磺酸盐可以有效的提高炭黑的增塑性能和加工性能，降低生产成本，而且木质素磺酸盐还可以与炭黑颗粒表面形成化学键，增强其分散效果，提高炭黑的分散稳定性，提高其性能表面，大大提高制备的橡胶组合物的性能。
23、接着本专利技术中还使用了防老剂，橡胶组合物在长期贮存和使用过程中，由于受到热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光、高能射线的作用，以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀，会逐渐发粘、变硬发脆或龟裂。而加入防老剂后，可以提高橡胶组合物对上述破坏作用的抵抗能力，延缓或抵制老化过程，从而延长橡胶组合物的贮存期和使用寿命，同时在本专利技术中，将防老剂选择为防老剂rd和6ppd按重量份数为1：1混合而成，其中，防老剂rd对热和氧引起的老化防护效果极佳，但对屈挠老本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物质填料补强的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
2.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
3.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
4.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述二烯烃弹性体为顺式-1，4-聚异戊二烯、顺式-1，4-聚异戊二烯和顺式丁二烯的混合物中的其中一种。
5.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑为炭黑N330、炭黑N375、炭黑N550和炭黑N660中的其中一种或几种的组合；
6.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述生物质补强填料为木质素磺酸盐；
7.权利要求1-6任一项所述的生物质填料补强的环保橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括有如下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的混炼时，混炼转速为50-90r/min，混炼压力为15-19MPa，混炼时间为1.5-2min，排胶温度为120-140
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，一段混炼胶、2/3炭黑混炼的时间为0.5-3min，加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂混炼的温度为150-160℃；
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，混炼转速为30-50r/min，混炼压力为14-17MPa，混炼时间为30-60s。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质填料补强的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
2.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
3.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，按重量份数计，主要包括有：
4.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述二烯烃弹性体为顺式-1，4-聚异戊二烯、顺式-1，4-聚异戊二烯和顺式丁二烯的混合物中的其中一种。
5.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑为炭黑n330、炭黑n375、炭黑n550和炭黑n660中的其中一种或几种的组合；
6.根据权利要求1所述的环保橡胶组合物，其特征在于，所述生物质补强填料为木质...
【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，李宇石，吴晨静，韩海光，王辉，张静，马勇，聂秋海，
申请(专利权)人：山东玲珑轮胎股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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