一种环氧化天然杜仲橡胶的应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶领域，具体涉及一种将环氧化天然杜仲橡胶用作白炭黑分散剂的 应用方法。
【背景技术】
[0002] 白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，95% -99%的成分 是SiO2，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末 状合成硅酸铝和硅酸钙等。
[0003] 白炭黑作为橡胶补强剂由于颗粒细、表面活性大，不易分散，在炼胶过程中容易产 生不同程度的自聚结团倾向，粒子颗粒越细、补强效果越好的品种，往往其结团倾向也愈加 严重，分散效果也越差。宄其原因，不仅仅是因为粒子细，表面能大，容易产生自聚，高补强 性能还来源于大量存在于表面的活性基团（羟基），这些基团的表面活性大，倾向于彼此聚 集，导致难以分散。这种现象的存在，不仅加大了炼胶作业的难度，而且白炭黑表面带有一 定数量的羟基，与非极性基体材料的相容性不是非常理想，从而影响所得胶料的性能。因 此，如何将白炭黑均匀分散已成为制备新型高性能、多功能复合材料亟待解决的问题。
[0004] 天然杜仲橡胶为全反式-1，4-聚异戊二烯结构，酯基封端。环氧化杜仲橡胶不仅 具有环氧化结构，而且末端带有酯基，因此可改善胶料中白炭黑的分散性，具有良好的润滑 作用，有助于提高胶料的流动性。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明特别涉及了一种将环氧化天然杜仲橡胶用作白炭黑 分散剂的应用方法。
[0006] 本发明的一种环氧化天然杜仲橡胶的应用方法，在橡胶制品中，将所述环氧化天 然杜仲橡胶用作橡胶补强剂的分散剂。
[0007] 进一步的，在橡胶制品中，将所述环氧化天然杜仲橡胶用作白炭黑的分散剂。
[0008] 进一步的，所述环氧化天然杜仲橡胶与白炭黑的质量比为1-10 :10-50。
[0009] 进一步的，所述环氧化天然杜仲橡胶与白炭黑的质量比为3-5 :10-50。
[0010] 进一步的，所述环氧化天然杜仲橡胶的制备方法具体为：在50-80 °C下，将氧化剂 逐滴加入到天然杜仲胶液中，在超声条件下反应得到环氧杜仲胶液，向所述环氧杜仲胶液 中分次加入热饱和碳酸氢钠溶液，至中和完全；然后对胶液分层，在上层胶液中加入无水乙 醇，使沉淀析出，室温下真空干燥上述沉淀，得到本发明的环氧化天然杜仲橡胶。
[0011] 进一步的，所述氧化剂为过氧甲酸、过氧乙酸、过氧苯甲酸或间氯过氧苯甲酸。
[0012] 进一步的，所述的环氧化天然杜仲橡胶的应用配方为：组分及重量份为，基础橡胶 100份，白炭黑10-50份，硬脂酸2-5份，氧化锌3-8份，橡胶硫化促进剂0. 5-5份，硫磺1-3 份，环氧化杜仲橡胶1-10份。
[0013] 进一步的，所述基础橡胶为丁苯橡胶SBR或三元乙丙橡胶EPDM。
[0014] 进一步的，所述的环氧化天然杜仲橡胶的应用配方为：组分及重量份为，基础橡胶 100份，白炭黑10-80份，交联剂1-5份，抗氧剂0. 1-1份，环氧化杜仲橡胶1-10份。
[0015] 进一步的，所述基础橡胶为热塑性弹性体POE或反式-聚异戊二烯TP。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：由于天然杜仲橡胶的提取成本较 高，使其在橡塑材料的应用方面受到限制；但是经环氧化改性后的天然杜仲橡胶，用作功 能填料，可以赋予材料特殊的性能，因此环氧化改性后的天然杜仲橡胶具有较高的性价比。 本发明将环氧化改性后的天然杜仲橡胶用作白炭黑等橡胶补强剂的改性剂，作为一种增容 剂，能有效降低白炭黑填料与填料之间的相互作用，改善胶料与白炭黑间的相容性及界面 张力，使白炭黑迅速混入混炼胶中，提高白炭黑在交联中的分散程度和均匀程度，从而有效 的提高白炭黑对基体材料的的补强作用，克服了白炭黑由于颗粒细、表面活性大，易产生自 聚结团倾向，易形成较大的团聚体的缺陷。
【附图说明】
[0017] 图1.本发明实施例1-4中拉伸强度数据图；
[0018] 图2.本发明实施例1-4中扯断伸长率数据图；
[0019] 图3.本发明实施例1-4中撕裂强度数据图；
[0020] 图4.本发明实施例1-4中硬度数据图；
[0021] 图5.本发明实施例5-8中拉伸强度数据图；
[0022] 图6.本发明实施例5-8中撕裂强度数据图；
[0023] 图7.本发明实施例5-8中扯断伸长率数据图；
[0024] 图8.本发明实施例5-8中300%定伸应力数据图；
[0025] 图9.本发明实施例5-8中硬度数据图；
[0026] 图10.本发明实施例5-8中回弹数据图；
[0027] 图11.本发明实施例5-8中磨耗数据图；
[0028] 图12.本发明实施例9-13中添加及未添加环氧化天然杜仲橡胶对POE拉伸强度 的影响。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0030] 一种环氧化天然杜仲橡胶的应用方法，是在橡胶制品中，将所述环氧化天然杜仲 橡胶用作橡胶补强剂的分散剂，具体是可以对白炭黑、粘土、硅酸盐、活性碳酸钙、氧化锌等 橡胶补强剂起到改性作用。
[0031] 本实施方式中是以环氧化天然杜仲橡胶对白炭黑的改性作用为例，在橡胶制品中 环氧化杜仲胶与白炭黑的质量比为1-10 :10-50，优选为3-5 :10-50。
[0032] 所述天然杜仲橡胶在杜仲树的籽、叶及树皮中以丝状物的形式存在，其组成为反 式-聚异戊二烯，其分子链末端带有酯基基团，是一种极性较小的高分子材料。天然杜仲橡 胶的环氧化改性是在分子链上接上环氧基团，环氧基团的存在使分子链的极性增加。环氧 化天然杜仲橡胶分子链上的环氧基团与酯基共同作用，有利于白炭黑的分散。
[0033] 环氧化天然杜仲橡胶是从杜仲树的皮、叶及果实中经一系列粉碎、酶解、过滤及溶 解提取出来的天然杜仲橡胶，经过环氧化改性得到的产物，故称之为环氧化天然杜仲橡胶。 杜仲胶的提取方法常用溶剂抽提法。我们采用氯仿、甲苯等溶剂从杜仲植物中提取天然杜 仲橡胶，得到天然杜仲橡胶提取液；在天然杜仲橡胶提取液中加入过氧酸，将其氧化得到环 氧化天然杜仲橡胶。
[0034] 所述环氧化天然杜仲橡胶的制备方法具体为：在50_80°C下，优选为60°C将不同 配比的氧化剂（过氧酸与杜仲胶中双键配比为0.05-1.0)在逐滴加入到料液比为1:30的 杜仲胶液中，反应温度为60°C，在超声条件下反应1小时。反应结束后，得到环氧杜仲胶液， 继续向环氧杜仲胶液中分次加入与杜仲胶液等量的热饱和碳酸氢钠溶液，以中和未反应的 氧化剂。测量胶液的PH值，当中和完全后，将胶液转移至分液漏斗，静置分层后将上层胶液 分离至烧杯中，加入大量无水乙醇，使EEUG沉淀析出，室温下真空干燥24h，得到本发明的 环氧化天然杜仲橡胶。
[0035] 所述氧化剂为过氧酸，具体可以是甲酸与双氧水直接原位生成的过氧甲酸，乙 酸酐和双氧水制备的过氧乙酸，过氧苯甲酸和间氯过氧苯甲酸等。所述过氧酸的浓度为 2-3mol/L ;所述过氧酸与杜仲胶中双键配比为0. 05-1. 0。
[0036] 本发明所述的环氧化天然杜仲橡胶的应用配方可以是：组分及重量份为，基础橡 胶100份，白炭黑10-50份，硬脂酸SA 2-5份，氧化锌ZnO 3-8份，橡胶硫化促进剂0. 5-5 份，硫横S 1_3份，环氧化杜仲橡I父EEUG 1-10份。
[0037] 其中所述基础橡胶可以为丁苯橡胶SBR、三元乙丙橡胶EPDM等。所述橡胶硫化 促进剂为促进剂CZ (化学名称：N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺）、促进剂BZ (化学名称： 二正丁基二硫代氨基甲酸锌）、促进剂PZ(化学名称：二甲基二硫代氨基甲酸锌）、促进剂 M(化学名称：2_巯醇基苯并噻唑）或促进剂TT(化学名称：二硫化四甲基秋兰姆）中的一 种或多种。
[0038] 本发明所述的环氧化天然杜仲橡胶的应用配方可以是：组分及重量份为，基础橡 胶100份，白炭黑10-80份，交联剂1-5份，抗氧剂0. 1-1份，环氧化杜仲橡胶EEUG 1-10份。
[0039] 其