專利名稱：一種n-SiOx改性天然乳膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種n-SiOx (x=l. 2-1. 6)改性天然膠乳及其制備方法，屬于天然高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
添加微米、納米級(jí)無(wú)機(jī)粉體材料提高合成膠乳及其制品的性能已有多年成功的研究和實(shí)踐，商業(yè)上已有成功的應(yīng)用，但將同樣的思路和技術(shù)應(yīng)用于天然乳膠體系的研究并未完全深入，其機(jī)理也沒(méi)有徹底探明，實(shí)際應(yīng)用效果不理想，主要原因在于沒(méi)有在天然乳膠體系中有效處理分散納米級(jí)無(wú)機(jī)粉體材料的方法。n-SiOx (x=l. 2-1. 6)作為高分子改性材料已有較廣泛的應(yīng)用，其效能得到普遍認(rèn)可。但在天然乳膠改性中，因其親水親油的性能平衡問(wèn)題及易硬團(tuán)聚失效等問(wèn)題一直未能較好的解決，很難將n-SiOx均勻地以納米尺度分散在天然乳膠分子鏈中，工業(yè)化的制品、工藝及專用設(shè)備也沒(méi)有能夠成功實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種n-SiOx改性天然乳膠，該乳膠含有重量百分比0. 25 13. 3%的η-SiOx，重量百分比0. 25 21%的表面處理劑和重量百分比 65. 7 99. 5%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法如下
(1)將表面處理劑和n-SiOx粒子混合，采用強(qiáng)剪切和超聲波對(duì)混合物料進(jìn)行表面修飾，修飾后n-SiOx粒子與天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理，同時(shí)進(jìn)行超聲波處理，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；
天然乳膠配方乳液由天然乳膠及乳膠工業(yè)常規(guī)使用的硫化劑、穩(wěn)定劑、助硫化劑、防老等按常規(guī)比例和方法配制而成。(2)天然乳膠配方乳液作為基礎(chǔ)膠乳，以n-SiOx改性天然乳膠母液為改性乳液， 將基礎(chǔ)乳膠和改性乳膠混合后，同時(shí)經(jīng)剪切和超聲波加工處理，制得n-SiOx改性天然乳膠。本方法具體操作如下
(1)將重量百分比5 38%的n-SiOx粒子和重量百分比5 60%的表面處理劑混合， 強(qiáng)剪切下經(jīng)800 1600w超聲波持續(xù)處理500 3200秒，強(qiáng)剪切線速度為8. 5 46. 5m/s， 得到修飾后n-SiOx粒子，將修飾后的n-SiOx粒子與重量百分比2 90%的天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行強(qiáng)剪切處理，剪切線速度為8. 5 28. 5m/s,同時(shí)通過(guò)800 1600w超聲波處理30 1500秒，制得含重量百分比5 38%n-Si0x粒子的n-SiOx改性天然乳膠母液；
(2)將重量百分比5 35%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比65 95%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切和超聲波處理30 2000秒，剪切線速度為4. 5 30. 5m/s, 超聲波功率為800 1600w，制得Ii-SiOx改性天然乳膠。
本發(fā)明中所述表面處理劑為多羥基化合物，選用對(duì)順式聚異戊二烯分子鏈有良好親和性同時(shí)含有羥基的有機(jī)化合物如二乙二醇、已二醇等作為表面處理劑，以保證n-SiOx 能得到充分的表面處理，同時(shí)具有優(yōu)良的親水親油性。本發(fā)明中所述多羥基化合物為二乙二醇、一縮二乙二醇、低聚二乙二醇、已二醇、 低聚已二醇、丙三醇中一種或幾種的任意混合物。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明方法使n-SiOx能夠很容易地均勻地以納米尺度分散在天然乳膠分子鏈中， 形成強(qiáng)力結(jié)合，得到性能優(yōu)異的天然乳膠制品。以n-SiOx改性天然乳膠母液為基礎(chǔ)制備 n-SiOx改性天然乳膠，是一個(gè)具有工業(yè)化前景的解決方法。通過(guò)本發(fā)明方法能制得含重量百分比0. 25 13. 3%的n-SiOx粒子的n_Si0x改性天然乳膠，該納米粒子改性天然乳膠制品質(zhì)量好，機(jī)械性能明顯提高；且本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備易操作，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，成本低，不需對(duì)現(xiàn)有乳膠工業(yè)生產(chǎn)裝置作大的調(diào)整，和現(xiàn)行工藝銜接容易。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明范圍不局限于所述內(nèi)容。實(shí)施例1 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比0. 25%的n-SiOx，重量百分比0. 25%的表面處理劑和重量百分比99. 5%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下
(1)將重量百分比5%的市售n-SiOx粒子和重量百分比5%的二乙二醇混合，強(qiáng)剪切(線速度8. 5m/s)下經(jīng)800w超聲波持續(xù)處理500秒得到表面充分處理的n_Si0x粒子；將修飾后的Ii-SiOx粒子與重量百分比90%的天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理(線速度8. 5m/s)，同時(shí)通過(guò)800w超聲波處理30秒，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；
(2)用重量百分比5%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比95%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度4. 5m/s)和SOOw超聲波處理30秒，制得n_Si0x改性天然乳膠。實(shí)施例2 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比13. 3%的n-SiOx，重量百分比21%的表面處理劑和重量百分比65. 7%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下
(1)用重量百分比38%的市售Ii-SiOx粒子和重量百分比60%的丙三醇混合，強(qiáng)剪切(線速度40. 5m/s)下經(jīng)1600w超聲波持續(xù)處理觀00秒得到表面充分處理的n_Si0x粉體；將處理好的Ii-SiOx粉體與重量百分比1的天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理(線速度22. 5m/s)，再通過(guò)1600w超聲波處理1400秒，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；
(2)用重量百分比35%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比65%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度30. 5m/s)和1600w超聲波處理2000秒，制得n_Si0x改性天然乳膠。實(shí)施例3 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比4. 5%的n-SiOx，重量百分比12%的表面處理劑和重量百分比83. 5%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下(1)將重量百分比15%的市售Ii-SiOx粒子和40%重量百分比已二醇混合，強(qiáng)剪切(線速度36. 5m/s)下經(jīng)800w超聲波持續(xù)處理3000秒，得到表面充分處理的n_SiOx粉體；將處理好的Ii-SiOx粉體與重量百分比45%天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理(線速度12. 5m/s)，再通過(guò)1600w超聲波處理1100秒，制得含15%重量百分比n_SiOx粒子的 n-SiOx改性天然乳膠母液。(2)用重量百分比30%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比70%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度20. 5m/s)和1600w超聲波處理1000秒，制得n_SiOx改性天然乳膠。實(shí)施例4 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比6%的n-SiOx，重量百分比12%的表面處理劑和重量百分比擬％天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下
(1)用30%重量百分比的市售n-Si0x粒子和60%重量百分比一縮二乙二醇混合，強(qiáng)剪切(線速度46. 5m/s)下經(jīng)1500w超聲波持續(xù)處理3000秒，得到表面充分處理的n_Si0x粉體；將處理好的n-Si0x粉體與10%重量百分比天然乳膠配方乳液經(jīng)混合均勻后進(jìn)行剪切處理(線速度28. 5m/s)，再通過(guò)1500w超聲波處理1200秒，制得含30%重量百分比n_Si0x 粒子的n-SiOx改性天然乳膠母液。(2)用重量百分比20%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比80%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度15. 5m/s)和800w超聲波處理1600秒，制得n_Si0x改性天然乳膠。實(shí)施例5 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比1. 9%的n-SiOx，重量百分比3%的表面處理劑和重量百分比95. 1%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下
(1)用38%重量百分比的市售n-Si0x粒子和60%重量百分比低聚已二醇混合，強(qiáng)剪切(線速度35. 5m/s)下經(jīng)IOOOw超聲波持續(xù)處理2200秒，得到表面充分處理的n_Si0x粉體；將處理好的n-Si0x粉體與1重量百分比天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理 (線速度18. 5m/s)，再通過(guò)850w超聲波處理1500秒，制得含1 重量百分比SiOx粒子的 n-SiOx改性天然乳膠母液。(2)用重量百分比5%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比95%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度18m/s)和SOOw超聲波處理900秒，制備成n-SiOx改性天然乳膠。實(shí)施例6 本n-SiOx改性天然乳膠母液，含有重量百分比0. 65%的n-SiOx，重量百分比2. 25%的表面處理劑和重量百分比97. 1%天然乳膠配方乳液。本n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，具體操作如下
(1)用6.5%重量百分比的市售n-Si0x粒子和表面處理劑(5. 5%重量百分比低聚已二醇、17%重量百分比一縮二乙二醇和10%重量百分比丙三醇的混合液)，強(qiáng)剪切(線速度 38. 5m/s)下經(jīng)1600w超聲波持續(xù)處理3000秒，得到表面充分處理的n_Si0x粉體；將處理好的n-Si0x粉體與71%重量百分比天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理(線速度 20. 5m/s)，再通過(guò)800w超聲波處理1350秒，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；
(2)用重量百分比10%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比90%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切(線速度20. 5m/s)和1400w超聲波處理1200秒，制得n-SiOx改性天然乳膠。
權(quán)利要求
1.一種n-SiOx改性天然乳膠，其特征在于改性天然乳膠含有重量百分比0. 25 13. 3%的n-SiOx，重量百分比0. 25 21%的表面處理劑和重量百分比65. 7 99. 5%天然乳膠配方乳液。
2.權(quán)利要求1所述的n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行(1)將表面處理劑和n-SiOx粒子混合，采用強(qiáng)剪切和超聲波對(duì)混合物料進(jìn)行表面修飾，修飾后n-SiOx粒子與天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行剪切處理，同時(shí)進(jìn)行超聲波處理，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；(2)天然乳膠配方乳液作為基礎(chǔ)膠乳，以n-SiOx改性天然乳膠母液為改性乳液，將基礎(chǔ)乳膠和改性乳膠混合后，同時(shí)以剪切和超聲波加工處理，制得n-SiOx改性天然乳膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，其特征在于具體操作如下(1)將重量百分比5 38%的n-SiOx粒子和重量百分比5 60%的表面處理劑混合， 強(qiáng)剪切下經(jīng)800 1600w超聲波持續(xù)處理500 3200秒，強(qiáng)剪切線速度為8. 5 46. 5m/s， 得到修飾后n-SiOx粒子，將修飾后的n-SiOx粒子與重量百分比2 90%天然乳膠配方乳液混合均勻后進(jìn)行強(qiáng)剪切處理，剪切線速度為8. 5 28. 5m/s,同時(shí)通過(guò)800 1600w超聲波處理30 1500秒，制得n-SiOx改性天然乳膠母液；(2)將重量百分比5 35%的n-SiOx改性天然乳膠母液與重量百分比65 95%的天然乳膠配方乳液混合后，經(jīng)剪切和超聲波處理30 2000秒，剪切線速度為4. 5 30. 5m/s, 超聲波功率為800 1600w，制得Ii-SiOx改性天然乳膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，其特征在于表面處理劑為多羥基化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的n-SiOx改性天然乳膠的制備方法，其特征在于多羥基化合物為二乙二醇、一縮二乙二醇、低聚二乙二醇、已二醇、低聚已二醇、丙三醇中一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種n-SiOx改性天然乳膠及其制備方法，該方法采用天然乳膠配方乳液作為基礎(chǔ)膠乳，以經(jīng)多羥基化合物作表面處理劑修飾的n-SiOx改性天然乳膠母液為改性乳液，以剪切和超聲波對(duì)物料進(jìn)行共同加工處理，制得n-SiOx改性天然乳膠。該天然乳膠生產(chǎn)的乳膠制品質(zhì)量好，機(jī)械性能明顯提高；制備方法簡(jiǎn)單，設(shè)備易操作，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，與原工藝銜接容易。
文檔編號(hào)C08J3/22GK102516614SQ201110433638
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉東輝, 楊波, 黃 俊 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)