[发明专利]一种木质素增强的NBR/PVC弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于橡胶材料技术领域，公开了一种木质素增强的NBR/PVC弹性体及其制备方法。本发明的木质素增强的NBR/PVC弹性体按质量份计，由包括以下组分反应得到：NBR和PVC总质量为100份，NBR与PVC的质量比为4:1～1:1，木质素10～50份，炭黑10～50份，热稳定剂0.5～3份，ZnO 2～5份，硬脂酸1～2份，配位硫化剂1～10份，单质硫0.1～3份，硫化促进剂0.5～2份。本发明利用木质素部分替代炭黑作填料，提高了弹性体的抗紫外辐射与抗老化性能，提高木质素的补强效果；所得NBR/PVC弹性体具有良好的综合力学性能，其拉伸强度可达25～35MPa，断裂拉伸率达150～400％。

技术领域

本发明属于橡胶材料技术领域，特别涉及一种木质素增强的NBR/PVC弹性体及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)弹性体是由丁腈橡胶和聚氯乙烯共混制成的复合材料，其弹性体综合了NBR和PVC两者的性能优势，弥补了各自的缺点，主要表现为优异的耐油性、耐热性、耐氧或臭氧老化性、耐化学腐蚀性和物理机械性能，是一种重要的新型橡塑并用材料，其产品在燃油胶管、电线电缆保护套、汽车密封件等诸多领域得到广泛的应用。向NBR/PVC弹性体填充填料，既可以改进其性能，又可以降低成本，是其工业生产的热点之一，目前最常见的填料是炭黑，其来源于石化资源，不可再生，且成本较高。

木质素是一种存在于高等植物中的具有芳环结构的天然有机高分子，在自然界中含量丰富，是一种可再生的绿色资源。工业木质素主要来源于制浆造纸工业和乙醇发酵工业，作为一种废弃物，通常被用作燃料烧掉，有效利用率极低，且对环境造成污染。木质素含有大量的苯环、酚羟基、醇羟基、羧基等官能团，具有优异的抗紫外和抗老化性能[GreenChem.,2015,17(1):320]。将木质素填充到NBR/PVC弹性体中，赋予弹性体优良的抗紫外、抗老化性能，同时降低了NBR/PVC弹性体的生产成本，实现了木质素的高值化利用，对于推动生物质资源的有效利用及高分子材料的绿色化发展具有重要意义。

国内外只有少量的木质素补强NBR/PVC弹性体的报道。湖南师范大学苏胜培等人以黑液中酸析提取的木质素干粉为原料，采用熔融共混法制备NBR/PVC/木质素弹性体复合材料，其材料的力学性能较差，拉伸强度只有10MPa[塑料工业,2010,38:136-139]。其主要原因是木质素分子中含有大量的多酚和醌式结构，分子间作用力强，极易团聚成大颗粒，在共混过程中木质素难以在NBR/PVC弹性体的基体中均匀分散，相容性差，导致其对弹性体的补强性能差，难以达到炭黑的补强效果。华南理工大学王迪珍等人将羟甲基化改性的木质素填充到NBR/PVC弹性体中，弹性体的拉伸强度达25.6MPa[合成橡胶工业,2001,24(6):358-360]。对木质素进行羟甲基化改性，提高了木质素与NBR/PVC的相容性，但其改性过程复杂，成本较高，且需要用到甲醛，不利于工业生产与应用。

因此，将木质素部分代替炭黑，如何进一步提高木质素与NBR/PVC弹性体的界面相容性，使得木质素补强的NBR/PVC弹性体的性能可以赶上甚至超过炭黑补强的NBR/PVC弹性体的性能，是当前研究急需解决的重大难点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种木质素增强的NBR/PVC弹性体。

本发明另一目的在于提供一种上述木质素增强的NBR/PVC弹性体的制备方法。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种木质素增强的NBR/PVC弹性体，按质量份计，由包括以下组分反应得到：NBR和PVC总质量为100份，NBR与PVC的质量比为4:1～1:1，木质素10～50份，炭黑10～50份，热稳定剂0.5～3份，ZnO2～5份，硬脂酸1～2份，配位硫化剂1～10份，单质硫0.1～3份，硫化促进剂0.5～2份。