一種耐老化環(huán)氧化天然橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種環(huán)氧化天然橡膠的技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種耐老化環(huán)氧化天然橡 膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧化天然橡膠是在酸性條件下通過(guò)添加過(guò)氧化氨對(duì)天然橡膠進(jìn)行環(huán)氧化改性 得到的。環(huán)氧化天然橡膠具有優(yōu)異的氣密性、耐油性W及良好的粘著性，同時(shí)具有良好的抗 濕滑性與較低的滾動(dòng)阻力，在高性能綠色輪胎的應(yīng)用中有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 環(huán)氧化天然橡膠雖然克服了天然橡膠膽存硬化的問(wèn)題，但是其存在一個(gè)致命的缺 點(diǎn)是耐老化性能差，由于環(huán)氧化天然橡膠的分子鏈中含有大量的不飽和雙鍵與環(huán)氧基團(tuán)， 極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，環(huán)氧化天然橡膠在使用過(guò)程中受熱、氧、光、機(jī)械力、福射、化學(xué)介質(zhì)、空 氣中的臭氧等外部因素的作用，使其大分子鏈發(fā)生化學(xué)變化，破壞了橡膠原有化學(xué)結(jié)構(gòu)，從 而導(dǎo)致橡膠性能變壞進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)氧化天然橡膠制品在加工或使用過(guò)程中容易發(fā)生老化，而 且其老化性能比天然橡膠的還要差。所W環(huán)氧化天然橡膠制品普遍存在膽存時(shí)間短、使用 壽命短、老化發(fā)粘等問(wèn)題，在很大的程度上限制了環(huán)氧化天然橡膠的應(yīng)用。
[0004] 目前，現(xiàn)有技術(shù)中常采用在環(huán)氧化天然橡膠的配合體系中添加硬脂酸稀±的方 式，來(lái)提高環(huán)氧化天然橡膠的老化性能，但是添加硬脂酸稀±后，對(duì)環(huán)氧化天然橡膠的臭氧 老化性能防護(hù)不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種耐老化性能優(yōu)異的環(huán)氧化天然橡膠及其制備 方法，進(jìn)一步提高環(huán)氧化天然橡膠的耐熱氧老化、耐臭氧老化性能、耐紫外老化性能。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明提供了一種耐老化環(huán)氧化天然橡膠，包括如下重量份的組分：
[000引硬脂酸鹽0.2~10份，表面活性劑0.05~0.2份，干膠計(jì)乳狀環(huán)氧化天然橡膠100 份，凝固劑0.1~2份，稀±簇酸鹽0.2~7份，硫化加工助劑0.2~10份；
[0009] 優(yōu)選的乳狀環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度為2~50;
[0010] 優(yōu)選的硬脂酸鹽為硬脂酸巧、硬脂酸鋒和硬脂酸儀中的任意一種或兩種及W上的 混合物；
[0011] 優(yōu)選的表面活性劑為十二烷基橫酸鋼或十二烷基硫酸鋼；
[0012]優(yōu)選的凝固劑為乙醇或甲醇；
[0013] 優(yōu)選的稀±簇酸鹽為油酸稀±、硬脂酸稀±、月桂酸稀±、蘋果酸稀±、巧樣酸稀 上、棟桐酸稀上和水楊酸稀上中的任意一種或多種混合物；
[0014] 優(yōu)選的硫化加工助劑為硫橫、N-叔下基-2-苯并嚷挫次黃酷胺(促進(jìn)劑NS)、氧化鋒 和硬脂酸的混合物；
[0015] 本發(fā)明提供了一種耐老化環(huán)氧化天然橡膠的制備方法，包括如下步驟：
[0016] (I)在超聲攬拌條件下，將硬脂酸鹽與表面活性劑在水相體系中反應(yīng)，得到改性硬 脂酸鹽分散體；
[0017] (2)將所述改性硬脂酸鹽分散體與乳狀環(huán)氧化天然橡膠混合，繼續(xù)超聲攬拌，得到 膠乳狀態(tài)的環(huán)氧化天然橡膠；
[0018] (3)將所述膠乳狀態(tài)的環(huán)氧化天然橡膠與凝固劑混合，得到環(huán)氧化天然橡膠干膠；
[0019] (4)將所述環(huán)氧化天然橡膠干膠與稀±簇酸鹽和硫化加工助劑進(jìn)行混煉，得到耐 老化的環(huán)氧化天然橡膠；
[0020] 優(yōu)選的步驟(1)~(2)中超聲的功率為500~700W，超聲溫度為60~80°C;
[0021 ]優(yōu)選的步驟（1)中的超聲攬拌時(shí)間為4~化，步驟（2)中的超聲攬拌時(shí)間為0.5~ Iho
[0022] 本發(fā)明提供了一種耐老化環(huán)氧化天然橡膠，其主要成分為:硬脂酸鹽0.2~10份， 表面活性劑0.05~0.2份，干膠計(jì)乳狀環(huán)氧化天然橡膠100份，凝固劑0.1~2份，稀±簇酸鹽 0.2~7份，硫化加工助劑0.2~10份。本發(fā)明利用表面活性劑對(duì)硬脂酸鹽進(jìn)行改性，再利用 改性后的硬脂酸鹽中和環(huán)氧化天然橡膠制備過(guò)程中產(chǎn)生的酸，減少環(huán)氧基團(tuán)的開(kāi)環(huán)，同時(shí) 利用稀±簇酸鹽捕抓環(huán)氧化天然橡膠老化過(guò)程產(chǎn)生的自由基，穩(wěn)定環(huán)氧基團(tuán)，從而顯著提 高環(huán)氧化天然橡膠的耐老化性能。
[0023] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧化天然橡膠的制備工藝不影響膠料的加工性能與物理 機(jī)械性能，且所用的稀±簇酸鹽無(wú)毒性、制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，易于規(guī)?；a(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明提供了一種耐老化環(huán)氧化天然橡膠，包括如下重量份的組分：
[0025] 硬脂酸鹽0.2~10份，表面活性劑0.05~0.2份，干膠計(jì)乳狀環(huán)氧化天然橡膠100 份，凝固劑0.1~2份，稀±簇酸鹽0.2~7份，硫化加工助劑0.2~10份。
[0026] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠W乳狀環(huán)氧化天然橡膠為基體，W干膠計(jì)，所 述乳狀環(huán)氧化天然橡膠的重量份數(shù)為100份。在本發(fā)明中，所述乳狀環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧 化程度優(yōu)選為2~50，更優(yōu)選為20~30。
[0027] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠包括0.2~10份的硬脂酸鹽，優(yōu)選為4~7份，更 優(yōu)選為5~6份。在本發(fā)明中，所述硬脂酸鹽優(yōu)選為為硬脂酸巧、硬脂酸鋒和硬脂酸儀中的任 意一種或兩種及W上的混合物，更優(yōu)選為硬脂酸巧。
[00%]本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠包括表面活性劑0.05~0.2份，優(yōu)選為0.1~ 0.15份。在本發(fā)明中，所述表面活性劑優(yōu)選為十二烷基橫酸鋼或十二烷基硫酸鋼。本發(fā)明中 利用表面活性劑對(duì)硬脂酸鹽進(jìn)行改性，使改性后的硬脂酸鹽能夠中和環(huán)氧化天然橡膠制備 過(guò)程中產(chǎn)生的酸，減少環(huán)氧基團(tuán)的開(kāi)環(huán)，從而提高環(huán)氧化天然橡膠的耐老化性能。
[0029] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠包括凝固劑0.1~2份，優(yōu)選為0.15份，在本發(fā) 明中，所述凝固劑優(yōu)選為甲醇或乙醇。
[0030] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠包括稀±簇酸鹽0.2~7份，優(yōu)選為1~6份，更 優(yōu)選為3~5份。在本發(fā)明中，所述稀±簇酸鹽優(yōu)選為油酸稀±、硬脂酸稀±、月桂酸稀±、蘋 果酸稀±、巧樣酸稀±、棟桐酸稀±和水楊酸稀±中的任意一種或多種混合物，更優(yōu)選為蘋 果酸銅、硬脂酸銅、月桂酸銅中的任意一種或多種混合物。本發(fā)明中利用稀上簇酸鹽捕抓環(huán) 氧化天然橡膠老化過(guò)程產(chǎn)生的自由基，穩(wěn)定環(huán)氧基團(tuán)，從而顯著提高環(huán)氧化天然橡膠的耐 老化性能。
[0031] 本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧天然橡膠包括硫化加工助劑0.2~10份，優(yōu)選為1~8份， 更優(yōu)選為5~7份。在本發(fā)明中，所述硫化加工助劑優(yōu)選為硫橫、N-叔下基-2-苯并嚷挫次黃 酷胺(促進(jìn)劑NS)、氧化鋒和硬脂酸的混合物。
[0032] 本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述耐老化環(huán)氧化天然橡膠的制備方法，包括如下步 驟：
[0033] (1)在超聲攬拌條件下，將硬脂酸鹽與表面活性劑在水相體系中反應(yīng)，得到改性硬 脂酸鹽分散體；
[0034] (2)將所述改性硬脂酸鹽分散體與乳狀環(huán)氧化天然橡膠混合，繼續(xù)超聲攬拌，得到 膠乳狀態(tài)的環(huán)氧化天然橡膠；
[0035] (3)將所述膠乳狀態(tài)的環(huán)氧化天然橡膠與凝固劑混合，得到環(huán)氧化天然橡膠干膠；
[0036] (4)將所述環(huán)氧化天然橡膠干膠與稀±簇酸鹽和硫化加工助劑進(jìn)行混煉，得到耐 老化的環(huán)氧化天然橡膠。
[0037] 本發(fā)明在超聲攬拌條件下，將硬脂酸鹽與表面活性劑在水相體系中反應(yīng)，得到改 性硬脂酸鹽分散體。在本發(fā)明中，所述超聲攬拌的功率優(yōu)選為500~700W，更優(yōu)選為600~ 650W;所述超聲攬拌的溫度優(yōu)選為60~80°C，更優(yōu)選為70~75°C ;所述超聲攬拌的時(shí)間優(yōu)選 為4~化，更優(yōu)選為5~化。在本發(fā)明中，所述硬脂酸鹽與表面活性劑的用量與種類與上述技 術(shù)方案所述一致，在此不再寶述。
[0038] 在本發(fā)明中，所述水相體系優(yōu)選為去離子水，去離子水與干膠計(jì)乳狀環(huán)氧化天然 橡膠的質(zhì)量比優(yōu)選為1:1。
[0039] 得到改性硬脂酸鹽分散體后，本發(fā)明將所述改性硬脂酸鹽分散體與乳狀環(huán)氧化天 然橡膠混合，繼續(xù)超聲攬拌，得到膠乳狀態(tài)的環(huán)氧化天然橡膠。在本發(fā)明中，所述超聲攬拌 的功率、超聲攬拌溫度與步驟（1)相同；所述超聲攬拌的時(shí)間優(yōu)選為0.5~化，更優(yōu)選為0.6 ~0.化;所述乳狀環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧化程度優(yōu)選為2~50，更優(yōu)選為20~30。
[0040] 得到膠乳狀態(tài)環(huán)氧化天然橡膠后，本發(fā)明將所述膠乳狀態(tài)環(huán)氧化天然橡膠與凝固 劑混合，得到環(huán)氧化天然橡膠干膠。在本發(fā)明中，所述膠乳狀態(tài)環(huán)氧化天然橡膠凝固后還包 括壓片、造粒、干燥的步驟;所述凝固劑優(yōu)選為甲醇或乙醇，凝固劑用量與上述方案一致。 [0041 ]得到環(huán)氧化天然橡膠干膠后，本發(fā)明將所述環(huán)氧化天然橡膠干膠與稀±簇酸鹽和 硫化加工助劑進(jìn)行混煉，得到耐老化的環(huán)氧化天然橡膠。在本發(fā)明中，所述稀±簇酸鹽與硫 化工助劑的用量與種類與上述技術(shù)方案所述一致，在此不再寶述;本發(fā)明對(duì)混煉方法沒(méi)有 特殊要求，使用常規(guī)方法混煉即可。
[0042] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的耐老化環(huán)氧化天然橡膠及其制備方法進(jìn)行詳細(xì) 的說(shuō)明，但是不能把它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0043] 實(shí)施例1
[0044] 在100份的去離子水加入0.2份的硬脂酸巧，控制超聲功率為500W，在超聲分散的 狀態(tài)下，