[发明专利]一种负载型橡胶加工助剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负载型橡胶加工助剂及其制备方法与应用。该方法首先将硅烷偶联剂与无机载体在有机溶剂中混合，60~100℃条件下搅拌反应1~5小时，得到中间产物。然后向上述反应产物中加入质量相当于硅烷偶联剂0.1~2倍的橡胶加工助剂，在50~80℃搅拌反应3~5小时。将产物过滤、干燥，即得所述负载型橡胶加工助剂。本发明制备的负载型加工助剂能改善橡胶基体和填料之间的界面作用，进而改善胶料的加工性能。另外，本发明制备的负载型加工助剂兼具补强和界面改善的特点，复合材料的机械性能得到提高。同时，在制备过程中操作简单和节能环保，在橡胶工业生产中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于橡胶助剂和橡胶加工领域，具体涉及一种负载型橡胶加工助剂及其制备方法。

背景技术

橡胶加工助剂是用于改善胶料加工性能的物质，包括改善胶料在开炼机或者密炼机中混炼、压延、挤出、成型等性能。在胶料中加入少量的加工助剂，可达到缩短混炼时间、提高补强填料在橡胶中的分散情况、改善并用胶两相结构来提高硫化胶物理机械性能等作用。随着橡胶工业的发展，对胶料工艺性能的要求越来越高，因此发展橡胶加工助剂就变得尤其重要。目前，橡胶加工工艺日益发展，加工助剂品种不断增多，功能也日趋多样化，世界橡胶价格助剂的生产和产品正向着环保、节能、高效方向发展。

在化学工业中，负载型催化剂指的是催化剂的活性组份负载在某些微米级或纳米级无机载体上，能显著增强催化体系的活性，提高其对化学反应过程的催化效率。受负载型催化剂的启发，在橡胶领域，继而衍生了负载型橡胶硫化助剂、负载型橡胶防老剂、负载型抗氧剂等。我们设想，若将橡胶加工助剂通过某种技术负载在橡胶常用无机填料表面，形成负载型橡胶加工助剂，改善胶料的加工性能。同时，通过采用适当的填料改性技术，还能使这种负载型橡胶加工助剂兼具界面改性的功能，改善填料在橡胶基体中的分散，增强填料与橡胶的界面结合，显著补强橡胶，降低硫化胶的滚动阻力，同时降低橡胶加工助剂在橡胶产品使用过程中的迁移和挥发。

根据上述设想，本发明公开了一种制备负载型橡胶加工助剂的方法。按照这种方法制备的负载型橡胶加工助剂，能使胶料加工性能得到改善，硫化效率提高，填料分散均匀，Payne效应减弱，硫化胶的模量和拉伸强度都得到提高。这种负载型加工助剂迄今未见国内外文献报道。

发明内容

本发明的目的在于克服当前橡胶加工助剂存在的性能单一、易迁移挥发、环境污染等缺点，提出一种高效、多功能、环保的负载型橡胶加工助剂及其制备方法与应用。

本发明的目的通过下述方案实现。

一种负载型橡胶加工助剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将质量比为1：1～1:3的硅烷偶联剂和无机载体加入到有机溶剂中，并加入质量为硅烷偶联剂1.0～3.0倍的水，将所得混合物超声分散均匀，然后在60～100℃条件下搅拌反应；

(2)在步骤(1)所得溶液中加入质量相当于硅烷偶联剂0.1～2倍的橡胶加工助剂，在50～80℃搅拌反应；

(3)将步骤(2)所得反应产物过滤、干燥，即得所述负载型橡胶加工助剂。

优选的，步骤(1)所述无机载体为白炭黑、高岭土、蒙脱土、埃洛石、凹凸棒土、滑石粉、云母粉、海泡石粉、硅藻土、硅粉、硅铝炭黑和勃姆石中的一种。

优选的，步骤(1)所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、甲苯、丙酮、丁酮、乙醚和醋酸乙酯中的一种或两种的混合溶剂。

优选的，步骤(1)所述硅烷偶联剂为一氯丙基三乙氧基硅烷、一氯丙基三甲氧基硅烷、一氨丙基三乙氧基硅烷、一琉丙基三乙氧基硅烷、一琉丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷和一环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

优选的，步骤(1)所述超声分散的时间为1～60min。