[发明专利]一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然橡胶的制备方法，特别是涉及一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法。

背景技术

天然橡胶是具有高弹性的天然高分子材料。但生胶多数情况下在高温时发黏而在低温时发硬发脆，均不表现出高弹性，使橡胶自发现后较长时间内迟迟得不到广泛的应用。硫化是指橡胶的线型大分子链通过化学交联而构成空间三维网络状结构的化学变化过程，从而改善橡胶的使用性能。橡胶的硫化过程是一个多元组分参与的复杂的化学反应过程，受到硫化温度、时间及压力的影响。硫化温度决定了橡胶制品质量的好坏，天然橡胶的硫化温度一般在130～160℃之间。橡胶是高分子聚合物，硫化温度过高会使橡胶分子链产生裂解反应，导致交联键断裂，即出现“硫化返原”现象，从而使硫化胶的物理机械性能下降。因此还需要加入能提高橡胶硫化速度、降低硫化温度的硫化促进剂，黄原酸盐类是一类超速促进剂，可以使橡胶在低温下硫化。

淀粉来源于植物资源,产量丰富,价格低廉,可再生和生物降解,长期以来被广泛应用于食品、造纸、纺织、精细化工、包装材料等工业。淀粉表面大量的羟基可以实施改性，使其具备与橡胶间产生较强的间接界面粘合的可能，因而，淀粉可以作为橡胶的补强填充剂。淀粉黄原酸盐是淀粉经黄原酸酯化改性，在淀粉中引入黄原酸盐基团。本发明将淀粉对天然橡胶的补强作用与黄原酸盐对天然橡胶的低温硫化促进作用有机地结合在一起，使淀粉黄原酸盐在提高天然橡胶物理机械性能的同时，降低天然橡胶的硫化温度。在天然橡胶配方中加入淀粉黄原酸盐，可以在较低的温度下硫化，制备出性能优异的橡胶制品。

发明内容  

本发明的目的是提供一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，该方法采用淀粉黄原酸盐为改性助剂，通过普通橡胶加工工艺和设备，制备高性能、低温硫化的硫化天然橡胶。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，它是由下列方法制成的：

a、先按照质量浓度为10%～30%，将淀粉分散于水中，加入淀粉液体积5%～10%倍的质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，搅拌15～45min后，再加入淀粉液体积1%～3%倍的二硫化碳，恒温30～40℃继续搅拌反应1～2h，热风干燥，制备淀粉黄原酸盐；

b、在天然橡胶配方中，采用淀粉黄原酸盐作为高性能、低温硫化改性助剂，并按顺序依次加入硬脂酸、氧化锌、促进剂M和硫磺，进行混炼。

c、选用较低的硫化温度进行硫化，制备高性能、低温硫化天然橡胶硫化胶。

本发明所述的一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，所述淀粉为玉米或薯类淀粉。

本发明所述的一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，所述天然橡胶的硫化温度为30～140℃。

本发明所述的一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，所述淀粉黄原酸盐的用量为5～50份。

本发明所述的一种高性能、低温硫化天然橡胶的制备方法，所述硬脂酸、氧化锌、促进剂M和硫磺用量为：

硬脂酸           0.5-6份；

氧化锌           2-7份；

促进剂M          0.5-5份；

硫磺             1-4份。

本发明的优点与效果：

本发明采用淀粉黄原酸盐作为天然橡胶的多功能助剂。采用正常橡胶加工工艺及设备进行加工，在较低的温度下硫化，获得与同配方天然橡胶相比性能优异的硫化天然橡胶。

具体实施方式

实施例1

a、将玉米或木薯淀粉200g与2000ml水混合，搅拌配成淀粉乳液，加入100ml质量浓度为15%的氢氧化钠溶液，搅拌15min后，再加入20ml二硫化碳，恒温30℃搅拌反应1h，热风烘干，制备淀粉黄原酸盐；

b、将“a”制备的淀粉黄原酸盐，按5份重量加入天然橡胶中，在双辊筒开炼机上进行混炼，并加入各种助剂，依次为：氧化锌6.0份，硬脂酸0.5份，促进剂M0.5份，硫磺3.5份，即得到混炼胶；

c、将“b”制备的混炼胶，分别在60℃、80℃和100℃下按正硫化时间硫化，得到硫化天然橡胶。按照国家标准进行物理机械性能的测试，所得性能见表2。

实施例2

除淀粉黄原酸盐为15份外，其他与实施例1相同。

实施例3

除淀粉黄原酸盐为25份外，其他与实施例1相同。

表1是实施例1、例2和例3天然橡胶主要配方。