专利名称：：一种功能性橡胶补强剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种化工助剂及其制备方法，特别是涉及一种用于橡胶补强，提高硫化橡胶弹性、降低生热、减少滞后损失的功能性助剂及其制备方法。
背景技术：
：改性淀粉是一种被称为"工程生物聚合填料"的物质，是由普通淀粉通过各种改性而获得。近年来，国内外在淀粉变性方面的研究进展的比较迅速，其产物广泛应用在纺织、食品、医药、石油化工、造纸等领域。然而淀粉却很少应用于橡胶中，用淀粉作为橡胶的补强剂，可以获得低生热、高弹性、低滞后的新型橡胶复合材料。由于淀粉本身结构的限制，单纯的淀粉作橡胶补强剂其补强效果不太理想，因此需要将淀粉进行改性处理。淀粉改性的方法很多，其中化学改性最为普遍。考虑淀粉与橡胶的结构，大多数采用含有c-c双键的酸或酸酐对淀粉进行接枝改性，但这种方法制备的淀粉酯，往往接枝率很低，且其条件难以控制。
发明内容本发明的目的在于提供一种淀粉衍生物的橡胶功能性补强剂及其制备方法，采用一种羟基保护剂将淀粉醚化，使制备工艺简单，保护率高，作为橡胶补强剂补强效果明显。本发明的目的是通过以下技术方案实现的-一种功能性橡胶补强剂，它是由下述方法制成的a.在机械搅拌条件下，将淀粉与引发剂在7010(TC的N，N二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小时；b.在机械搅拌条件下，在a步骤中的反应溶液中加入羟基保护剂组分A和质子酸组分B，在70100°(:下反应0.52小时，洗涤抽滤、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶联剂复配制得该功能性橡胶补强剂。如上所述的一种功能性橡胶补强剂，所述羟基保护剂组分A为二氢吡喃或环氧垸烃。如上所述的一种功能性橡胶补强剂，所述质子酸组分B为对甲苯磺酸、磷酸铝等。如上所述的一种功能性橡胶补强剂复配添加偶联剂成分，所述的偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。一种功能性橡胶补强剂制备方法，其是按如下步骤制备的a.在机械搅拌条件下，将淀粉与引发剂在7010(TC的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小时；b.在机械搅拌条件下，在a步骤中的反应溶液中加入羟基保护剂组分A和质子酸组分B，在70100'C下反应0.52小时，洗涤抽滤、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶联剂复配制得该功能性橡胶补强剂。如上所述的一种功能性橡胶补强剂制备方法，其所述羟基保护剂组分A与淀粉质量比为组分A:淀粉=1:31:7。如上所述的一种功能性橡胶补强剂制备方法，其所述质子酸组分B与淀粉质量比为组分B:淀粉二0.5:1002.0:100。本发明的优点与效果是1.本发明采用一种羟基保护剂将淀粉醚化，克服了现有制备改性淀粉生产条件苛刻，所制备产物接枝率低，作为橡胶补强剂补强效果不理想的缺点。2.本发明制备淀粉醚的工艺简单，保护率、接枝率高，作为轮胎等橡胶制品补强剂具有良好的补强效果，同时实现橡胶复合材料的高弹性、低生热以及低滞后损失功能。图l为本发明玉米淀粉与淀粉醚的红外光谱图；图2为本发明玉米淀粉的SEM照片图；图3为本发明淀粉醚的SEM照片图。具体实施例方式下面参照附图对本发明进行详细说明。实施例1二氢吡喃(液态)20ml/质子酸0.05g/在95"C搅拌0.5小时/反应1小时/组分B:淀粉(质量比)=1:100。实施例2应用举例利用所申请方法制得的淀粉醚复配物，依照如下橡胶配方方案进行硫化胶试验。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>图2、图3为照片图，图中的文字不清晰不影响对本发明的理解;此方法制备的淀粉醚的结构分析如下1.接枝产物红外光谱分析淀粉和淀粉醚的红外光谱图如图1所示。图1中，A为玉米淀粉，B为淀粉醚，在B中1701cm"处有明显的醚键吸收峰，且1653cn^的羟基吸收峰变弱。2.玉米淀粉与淀粉醚的扫描电镜分析为了观察表面形貌的变化，将玉米淀粉以及进行改性过后的玉米淀粉分别进行了扫描电子显微镜的表征。由图2可以看到，玉米原淀粉的颗粒为实心圆和多角形，表面光滑，表面结构紧密，棱角光滑。图3为淀粉醚的SEM图，与玉米淀粉的扫描电镜相比较可以看出改性后的淀粉其外观形状发生了一定的变化，如表面不光滑，外部受到了一定的"腐蚀"，结构松散，这说明淀粉与羟基保护剂发生了反应。权利要求1.一种功能性橡胶补强剂，其特征在于它是由下述方法制成的a.在机械搅拌条件下，将淀粉与引发剂在70～100℃的N，N二甲基甲酰胺溶液中糊化0.5～2小时；b.在机械搅拌条件下，在a步骤中的反应溶液中加入羟基保护剂组分A和质子酸组分B，在70～100℃下反应0.5～2小时，洗涤抽滤、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶联剂复配制得该功能性橡胶补强剂。2.根据权利要求1所述的一种功能性橡胶补强剂，其特征在于所述羟基保护剂组分A为二氢吡喃或环氧垸烃等。3.根据权利要求1所述的一种功能性橡胶补强剂，其特征在于所述质子酸组分B为对甲苯磺酸或磷酸铝。4.根据权利要求1所述的一种功能性橡胶补强剂，其特征在于所述的偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯类偶联剂。5.—种功能性橡胶补强剂制备方法，其特征在于是按如下步骤制备的a.在机械搅拌条件下，将淀粉与引发剂在70100'C的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.52小时；b.在机械搅拌条件下，在a步骤中的反应溶液中加入羟基保护剂组分A和质子酸组分B，在70100'C下反应0.52小时，洗涤抽滤、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶联剂复配制得该功能性橡胶补强剂。6.根据权利要求5所述的一种功能性橡胶补强剂制备方法，其特征在于所述羟基保护剂组分A与淀粉质量比为组分A:淀粉=1:31:7。7.根据权利要求5所述的一种功能性橡胶补强剂制备方法，其特征在于所述质子酸组分B与淀粉质量比为组分B:淀粉-0.5:1002.0:100。全文摘要一种功能性橡胶补强剂及其制备方法，涉及一种化工助剂及其制备方法。该方法是按如下步骤制备的a.在机械搅拌条件下，将淀粉与引发剂在70～100℃的N，N-二甲基甲酰胺溶液中糊化0.5～2小时；b.在机械搅拌条件下，在a步骤中的反应溶液中加入羟基保护剂组分A和质子酸组分B，在70～100℃下反应0.5～2小时，洗涤抽滤、烘干、粉碎，制得淀粉衍生物；再加入偶联剂复配制得该功能性橡胶补强剂。本补强剂生产工艺简单、成本低廉，环保程度较高，广泛用于各类轮胎和其他橡胶制品中。文档编号C08L3/00GK101186722SQ200710159179公开日2008年5月28日申请日期2007年12月25日优先权日2007年12月25日发明者方庆红,悦梁申请人:沈阳化工学院