[发明专利]一种补强型隔离剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔离剂的制备方法，具体是一种适用于粉末橡胶生产的具有一定补强功能的隔离剂的制备方法。

背景技术

橡胶的补强一般有炭黑补强和白炭黑补强两种主流技术，前者已经非常成熟，后者是近几年的热门研究方向。白炭黑补强硫化胶的定伸应力、压缩永久变形、生热性能、磨耗性能和加工性能等均不及炭黑补强硫化胶，原因是白炭黑表面极性和亲水性较强，与烃类橡胶的相容性不如炭黑好。为提高胶料和填料间的界面作用，常采用各种界面活性剂，如硅烷偶联剂、碳酸酯类、多元醇/胺等进行改性，上述方法改性的白炭黑补强硫化胶物理性能和动态力学性能均有不同程度的改善，但与炭黑补强效果相比仍有差距且均不适用于粉末橡胶领域。

白炭黑曾被用于粉末橡胶生产的隔离剂，由于其起到的仅仅是隔离作用，不但没有提升橡胶的力学性能，反而使之变差，本专利采用有机硅氧烷为改性剂之制备一种具有补强功能的隔离剂，用于粉末橡胶的生产，弥补了白炭黑与烃类橡胶的相容性不好的不足，同时利用该功能化隔离剂实现了粉末橡胶流动性和高强度的同现性。

CN200410046023.2，粉末橡胶的制造方法是采用硬脂酸盐类物质为隔离剂的凝聚法成粉技术。CN97110144.2，一种高分子包覆剂的制备方法及其应用是按苯乙烯和顺丁烯二酸酐在过氧化苯甲酰引发下的聚合产物经皂化制得，可用于制备粉末橡胶。专利中所述的隔离剂或包覆剂仅具有防粘作用，对橡胶基质没有补强作用。

发明内容

本发明的目的是制备一种对橡胶具有补强性的隔离剂，采用该补强型隔离剂制备粉末橡胶，能够在橡胶体系内形成-O-Si-键和橡胶分析互传的空间网络结构，从而对基质橡胶起到补强作用。

本发明所述的补强型隔离剂的制备方法包括如下步骤：以不饱和脂肪酸酐为100重量份计，向100份不饱和脂肪酸酐中加入含有不饱和键的有机硅氧烷单体20～200份，充分搅拌混合均匀，加入5～35份分子量调节剂，再加入0.1～0.5份引发剂，在5～120℃和搅拌条件下进行聚合反应1～3h，向生成的混合物中加入80～120份质量浓度为5％～15％的碱水溶液使其皂化，从而制得隔离剂待用；

以橡胶干胶重量份计，向胶乳100份中加入上述隔离剂5～15份，加入凝聚剂20～40份，在0～95℃温度和搅拌条件下进行凝聚成粉，经脱水干燥得补强型粉末橡胶产品。

本发明所述的不饱和脂肪酸酐是碳链有3～18个碳原子的不饱和脂肪酸酐，具体是丙烯酸酐、异丁烯酸酐、单烯己酸酐、单烯十二酸酐、单烯十八酸酐、双烯十八酸酐、三烯十八酸酐等不同碳链长度和结构的具有一定不饱和度的烯酸酐，优选单烯十八酸酐。

含有不饱和键的有机硅氧烷单体其结构式为：

其中：

Y-含有2～18个碳的不饱和脂肪族链段，可以是乙烯基、丙烯基、烯丙基、异丙基、异丙烯基、异戊烯基、3-戊烯基、6-辛烯基、四甲基乙烯基、乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基、1-庚炔基、甲基丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基，优选乙烯基；

R₁、R₃-含有1～12个碳的烷氧基，6～12个碳的芳氧基，3～12个碳的硅氧基，可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、己氧基、戊氧基、正庚氧基、异辛氧基、正壬氧基、苯氧基、氯苯氧基、烯丙氧基、苄氧基、乙酰氧基、三甲基硅氧基，优选甲氧基，乙氧基；R₁和R₃设定为含有烷氧基的目的是在粉末橡胶加工时通过热和酸的作用使烷氧基水解，从而在橡胶体系内形成-O-Si-空间网络结构，从而对基质橡胶起到补强作用；如果有机硅氧烷单体中只有一个烷氧基，其水解之后则仅形成二聚体，不能形成-O-Si-空间网络结构，起不到补强的作用。

R₂可以是和R₁相同的基团，还可以是含有1～20个碳的饱和链段，1～8的环状烷烃，芳香烃；优选甲基，乙基，甲氧基，乙氧基；

本发明所述的含有不饱和键的有机硅氧烷单体可以是乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二乙氧基-乙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二戊氧基-己基硅烷、异丙基二正丁氧基乙基硅烷等。

本发明所述的分子量调节剂可以是十二碳硫醇及其衍生物、二烷基二硫代黄原酸酯、四烷基二硫代黄原酰胺、氯仿类物质、二硫代异氰酸酯等所有种类的自由基聚合反应的分子量调节剂。