一种纳米元素碲的制备及其硫化橡胶的方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米元素碲的制备及其硫化橡胶的方法。本发明以廉价的亚碲酸钠为碲源，以植物多酚为还原剂和纳米元素碲的修饰剂，制得多酚修饰的纳米元素碲。以制得的纳米元素碲为硫化剂，以超速促进剂为促进剂，制备了碲硫化的橡胶。本发明所述的纳米元素碲的制备方法具有绿色和工艺简单等优点，所采用的还原剂和修饰剂为天然化合物，具有来源丰富、价格低廉和环保无毒的特点，适合高效和大规模制备纳米元素碲。以纳米元素碲为硫化剂，以超速促进剂为促进剂制备的碲硫化橡胶的方法，可以在通用的橡胶加工工艺下制得碲硫化橡胶。所制备的碲硫化橡胶相比于硫磺硫化橡胶，具有更好的力学性能。
【专利说明】一种纳米元素碲的制备及其硫化橡胶的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶制备领域，具体涉及一种纳米元素碲的制备及其硫化橡胶的方 法。
【背景技术】
[0002] 橡胶的硫化对橡胶的性能具有重要影响，对橡胶交联结构的优化是高性能橡胶材 料研究的主要问题之一。虽然硫化和过氧化物硫化橡胶已经获得了广泛的应用，但选择具 有更好稳定性的交联键对橡胶性能的提高尤为关键。早在上世纪40年代，硫磺的同系物， 包括元素硒和元素碲等就被尝试用于硫化橡胶，但是，那时尚未出现合成橡胶和现代橡胶 促进剂，硫化条件的改变受到限制，因此由于其硫化效率不高（只能与硫磺混合使用，无法 单独硫化）和机械性能不佳而长期未被学术界和工业界重视。
[0003] 碲（Te)是硫（S)、硒（Se)的同系物，具有半导体性质。单质碲和硫一样，也存在几 种同素异形体，最稳定的是灰碲，是一种带有金属光泽的脆性晶体。Te-C键的强度和热稳定 显著优于S-C键，因此，如果将碲作为橡胶的硫化剂，可以制备具有明显更好耐老化性和耐 磨性的橡胶材料。以往碲硫化橡胶的实践受限于碲的低硫化活性。纳米技术和现代促进剂 的发展使碲成为重要的橡胶硫化剂成为可能。即通过纳米元素碲的制备和超速促进剂的使 用，可以大幅提高元素碲硫化橡胶的活性，从而制备元素碲硫化的高性能橡胶。这一方法具 有具有极为重要的理论意义和现实意义。
[0004] 植物多酚，也称单宁，广泛存在于植物的花、茎、叶、果实中，具有结构丰富多样、廉 价易得、经济环保等特性。植物多酚在绿色化学领域具有重要的地位，同样在其他领域亟待 探索与进一步的开发。植物多酚具有丰富多样的化学结构与特性。利用其还原特性及其稳 定特性，该类物质可在制备分散性极好的纳米元素碲中获得重要应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种纳米元素碲的制备及其硫化橡胶的方法。本发明以廉 价的亚碲酸钠为碲源，以植物多酚为还原剂和纳米元素碲的修饰剂，制得多酚修饰的纳米 元素碲。以制得的纳米元素碲为硫化剂，以超速促进剂为促进剂，制备了碲硫化的橡胶。
[0006] 本发明目的通过以下技术方案来实现：
[0007] -种纳米元素碲的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将植物多酚或其衍生物溶于水中，配成浓度为0. Olwt %?IOwt %的溶液a ;将 亚締酸钠分散于水中，浓度为0. 05mg/ml?5mg/ml得到溶液b ;
[0009] (2)将溶液a和溶液b于搅拌下混合，在30?100°C，反应Ih?60h ;
[0010] (3)过滤和反复洗涤后即得纳米元素碲。
[0011] 上述方法中，所述植物多酚或其衍生物的用量为亚碲酸钠的IOwt %? IOOOOwt %。
[0012] 上述方法中，步骤（1)中所述的植物多酚包括水解单宁、缩合单宁或复杂多酚中 的一种或多种的混合物。
[0013] 上述方法中，所述水解单宁为多元醇通过酯键与多个酚羧酸相连而成的多酚类化 合物。
[0014] 上述方法中，所述多元醇为葡萄糖、金缕梅糖、果糖、木糖、奎宁酸、莽草酸或原栎 酸；所述酚羧酸为掊酸、橡椀酸或鞣花酸。
[0015] 上述方法中，所述缩合单宁为如下结构式对应物质中的一种，或为如下结构式对 应物质中两种以上的缩合二聚物或者多聚物：
[0016]
【权利要求】
1. 一种纳米元素碲的制备，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将植物多酚或其衍生物溶于水中，配成浓度为〇. oiwt %?10wt %的溶液a ;将亚碲 酸钠分散于水中，浓度为0. 05mg/ml?5mg/ml得到溶液b ; (2) 将溶液a和溶液b于搅拌下混合，在30?100°C，反应lh?60h ; (3) 过滤和反复洗涤后即得纳米元素碲。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物多酚或其衍生物的用量为亚碲 酸钠的 l〇wt% ?lOOOOwt%。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1)中所述的植物多酚包括水解单 宁、缩合单宁或复杂多酚中的一种或多种的混合物。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水解单宁为多元醇通过酯键与多个 酚羧酸相连而成的多酚类化合物。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多元醇为葡萄糖、金缕梅糖、果糖、木 糖、奎宁酸、莽草酸或原栎酸；所述酚羧酸为掊酸、橡椀酸或鞣花酸。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缩合单宁为如下结构式对应物质中 的一种，或为如下结构式对应物质中两种以上的缩合二聚物或者多聚物：
A环上的A1、A2、A3、A4为Η或者0H， 8环上的取代基价、82、83、84、85为!1或者0!1， C环上的取代基Cl、C2为Η或者0Η， Α环、Β环、C环的取代基中至少有一个-0Η。
7. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述复杂多酚为同时具有水解单宁和缩 合单宁结构的多酚类化合物。
8. 用权利要求1所述制备方法制备得到的纳米元素碲硫化橡胶的方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 将纳米元素碲与橡胶进行混合，而后通过混炼加入促进剂和活化剂，按质量份计， 其中橡胶为1〇〇份，纳米元素締为〇. 2?20份，促进剂为1?8份，活化剂的用量为2?7 份； (2) 将混炼胶在常用的硫化温度下进行硫化，硫化时间为正硫化时间。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述纳米元素碲与橡胶的混合的方式包 括纳米元素碲分散液与橡胶胶乳共凝聚，或者通过机械混炼进行混合。
10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述促进剂为超速促进剂，包括二硫代 氨基甲酸盐、黄原酸盐中的一种或者两种以上的混合物。
【文档编号】C08K9/04GK104292505SQ201410509812
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】朱立新, 郭宝春, 翁佩锦 申请人:华南理工大学