本發明專利技術涉及到橡膠工業的技術領域，特指一種超細木質素橡膠偶聯劑制造方法及在橡膠中的應用，其采用橡膠用量的0.5-2.5%，粒徑500-3000nm的超細木質素粉末直接與天然膠或丁苯橡膠或丁晴橡膠或三元乙丙橡膠、再生膠及以硫黃，氧化鋅，碳黑，促進劑CM，防老劑SPC，硬脂酸作為添加劑進行混煉或在混煉膠中按橡膠用量的0.5-2.5%加入超細木質素粉末進行混煉，混煉后的膠料在平板硫化機上150-180℃溫度下進行硫化，該粒徑大小的木質素粉末作為偶聯劑應用于橡膠中，根據不同膠種和配方、不同體系中添加不同的用量，由于木質素分子在橡膠與無機填料之間起到了橋梁作用，則可明顯提高混煉后的硫化膠的物理性能。本發明專利技術作為橡膠偶聯劑，與硅烷偶聯劑KH-590、A172相比,具有用量少，使用面寬等的特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及到橡膠工業的
，特指一種超細木質素橡膠偶聯劑制造方法及在橡膠中的應用。
技術介紹
木質素是一類以苯丙烷單體為骨架，具有網狀結構的無定形粉末，是一種含有多種活性基團有羥基(醇羥和酚羥)、羧基、羰基和甲氧基等等的高分子化合物，易與無機填料和橡膠發生化學反應，從而使木質素分子或木質素分子間的羥甲基在硫化時進一步縮合，形成木質素樹脂網絡，網絡中的活性基團與橡膠反應，使木質素樹脂網絡與橡膠網絡形成整體，構成雙重網絡結構，從而使補強作用大幅度的提高。工業木質素來源于造紙黑液，盡管在制漿過程中它是以厚度約2nm，不同寬度的碎片溶出，但在提取過程中由于化學試劑的介入和木質素分子上含有大量的酚羥基、醇羥基、甲氧基等基團，使得分子間的氫鍵反應非常強烈，在常溫下酸化提取的木質素的顆粒較大，既使采用球磨機研磨，也難于在橡膠中分散，添加木質素后，使得硫化膠的物理性能下降而限制了木質素使用，然而制成的各類木質素樹脂也只能作為填充料得到使用。因而木質素在橡膠工業領域中的應用研究雖然很早以前即已進行，但大多數是將木質素制成各種樹脂作為橡膠的改性劑和填充劑使用。如=Chemical Week, 89 (11), 106 (1961).B. B. Bobovich, L. V. Kryuchil, B. N. Dinzburg and L. T. Kondrat ' ev:Kozh. -Obuv.Prom.，15(7)，40(1973)，程賢甦，高沸醇木質素橡膠改性添加劑的制備方法，中國專利申請03113395. 9。何益艷，張吉才，杜仕國，“偶聯劑在橡膠中的應用”，《彈性體》，2002，08-25，12 (4) :55-59。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種超細木質素橡膠偶聯劑及其制造方法，可克服以上顆粒大的缺點以及改性木質素類樹脂只能作為填充料使用的缺點，明顯提高硫化膠的物理性能，降低生產成本。本專利技術木質素偶聯劑的制備方法，流程如圖3，步驟如下(I)首先將工業造紙廢水用紗布過濾，除去灰分雜質，再進行膜電解；膜電解反應，反應溫度為40°C _70°C之間，反應時間為2-3小時。(2)然后電解液進一步酸解反應，反應溫度為30°C -100°C之間，反應時間為10-30分鐘；(3)反應后的物料冷卻到50°C -常溫，進行過濾，洗滌，干燥，粉碎，制得超細木質素粉末。工業造紙廢水中的主要成分是木質素、半纖維素和糖類，經膜電解使糖類分離，大顆粒木質素降解為小顆粒木質素，此時的電解液PH在3-7之間，為了進一步除去電解液中的半纖維素，可加強酸(鹽酸、硫酸、硝酸)到電解液中進行酸解反應，進一步促進半纖維素水解，反應溫度為30°C -100°C之間，反應時間為10-30分鐘；制得超細木質素粉末粒徑為500-3000nm的淺棕色粉末；超細木質素粉末直接與市售橡膠(如天然膠或丁苯橡膠或丁晴橡膠或三元乙丙橡膠或再生膠等)、及市售的各種橡膠加工助劑(如硫黃，氧化鋅，碳黑，促進劑，防老劑，硬脂酸等)，在開煉機等橡膠混合設備進行共混，超細木質素粉末的用量按橡膠用量的O. 5-2. 5%加入，混煉后的膠料在平板硫化機上150-200°C溫度下進行硫化。前文列出的名稱均為橡膠工業的通用商品名，如煙片天然膠(NBR)，丁晴橡膠(ABR)，促進劑CM (N-環己基-2-苯并噻唑基亞磺酰胺)，促進劑DM (2、2’ - 二硫代二苯并噻唑)，防老劑SPC (苯乙烯化苯酚碳酸鈣)，硅烷偶聯劑KH-590 ( Y -巰丙基三甲氧基硅烷)、硅烷偶聯劑A172 (乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷)等。該粒徑大小的木質素粉末作為偶聯劑應用于橡膠中，根據不同膠種和配方，添加不同的用量，由于木質素分子在橡膠與無機填料之間起到了橋梁作用，則可明顯提高混煉后的硫化膠的物理性能。本專利技術作為橡膠偶聯劑，與硅烷偶聯劑KH_590、A172等相比，具有用量少，使用面寬等的特點。由于木質素偶聯劑來源于造紙廢水中，制備成本價格約I萬元/噸，而硅烷偶聯劑KH-590價格為5-10萬元/噸，因此使用木質素偶聯劑來替代硅烷偶聯劑，即可降低成本，提高經濟效益，同時可保護環境，變廢為寶，有著良好應用前景。附圖說明圖1是3#天然煙片基礎配方的掃描電鏡圖。圖2是添加細粒子木質素偶聯劑1. 5 %的硫化膠的掃描電鏡圖。圖3是本專利技術方法流程示意圖。 具體實施例方式木質素偶聯劑作為偶聯劑用于橡膠中有著良好補強效果，以及其它物理性能也能得到改善。在橡膠補強方面無論在工廠的生產配方還是實驗室基本配方中均都已經得到證明，本發具體實例如下首先將工業造紙廢水過濾，過濾液進行膜電解。電解液用強酸進行酸解反應，反應溫度為30°C -100°C之間，反應時間為10-30分鐘。反應后的物料冷卻到50°C -常溫，進行過濾，洗滌，干燥，粉碎，制得超細木質素粉末。分別在硫磺硫化體系和過氧化物體系中進行實施。本專利技術中木質素偶聯劑用量均是指其占橡膠用量的重量百分比。硫磺硫化體系分別按重量份選取3#或2#煙片天然膠(NBR)或丁晴橡膠(ABR)等橡膠100份；硬脂酸1-5份；氧化鋅3份；硫黃1. 5-5份；碳黑50-100份；促進劑DM0. 7-2份；防老劑SPC0. 5-5份；上述超細木質素粉末O. 5-3份；進行混煉，混煉后的膠料在平板硫化機上150-180°C溫度下進行硫化，即可獲得高優性能的硫化膠。其中木質素偶聯劑粉末1#的酸化劑為用硝酸，木質素偶聯劑粉末2#酸化劑為用鹽酸。實施例1在天然橡膠體系中木質素偶聯劑和硅烷偶聯劑KH-590性能對比在基礎配方的混煉膠中按橡膠量的一定比例添加木質素偶聯劑和硅烷偶聯劑KH-590。實驗基礎配方為天然橡膠(2#)100份；硬脂酸2份；氧化鋅3份；硫黃2. 5份；碳黑50份；促進劑DM0. 7 ;防老劑SPCl份；分別加入木質素偶聯劑與硅烷偶聯劑KH-590，進行混煉，混煉后的膠料在平板硫化機上150°C下進行硫化40分鐘，即可獲得的硫化膠性能見表I。表I木質素偶聯劑與KH-590在天然橡膠(2#)膠基礎配方性能比較 試驗配方 基礎配方木質素偶聯劑1#KH-590偶聯劑用量%O0.5 ~Γθ~~ Τδ 0~5~ 1.0 ~1.5拉伸強度/Mpa17 5 19^5 21 7 18.37 16.85 18.84 21.0拉斷伸長率 % 179178 179 177134125 140300%定伸強度/MPa 5.68 6.21 6.70 6.47 11.2 13.3 12.7邵氏硬度 / 度 43 5 4475 44 43^5 44 45 44~從圖1與圖2可以明顯看到，圖1為硫化膠基礎配方，圖中的橡膠與其它無機填料之間的界面十分清晰，僅起到填充作用。而圖2為添加1. 5份木質素偶聯劑后的硫化膠，橡膠與無機填料間的界面已經模糊。也就是說，加入了木質素偶聯劑產品以后在硫化過程中木質素偶聯劑由自身的氫鍵把無機填料和橡膠通過化學反應有機的聯接在一起。所以說，木質素偶聯劑在橡膠補強過程中是起到偶聯劑的作用。實施例2不同木質素用量的天然橡膠體系的性能對比基礎配方按重量份各稱取NBR C3#、2#) 100份；硬脂酸I份；氧化鋅2份；硫黃2. 5份；碳黑50份；促進劑DM0. 5份本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超細木質素橡膠偶聯劑，其特征在于其粒徑為500?3000?nm；通過下述方法制得：（1）首先將工業造紙廢水過濾，再進行膜電解，反應溫度為30℃??50℃之間，反應時間為2?4小時；（2）電解液進行酸解反應，反應溫度為30℃??100℃之間，反應時間為10?30分鐘；（3）反應后的物料冷卻到50℃?常溫，進行過濾，洗滌，干燥，制粉，制得超細木質素粉末。
【技術特征摘要】
1.一種超細木質素橡膠偶聯劑，其特征在于其粒徑為500-3000 nm;通過下述方法制得(O首先將工業造紙廢水過濾，再進行膜電解，反應溫度為30°C -50°C之間，反應時間為2-4小時；(2)電解液進行酸解反應，反應溫度為30°C-100°C之間，反應時間為10-30分鐘；(3)反應后的物料冷卻到50°C-常溫，進行過濾，洗滌，干燥，制粉，制得超細木質素粉末。2.—種權利要求1所述超細木質素橡膠偶聯劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(O首先將工業造紙廢水過濾，再進行膜電解，反應溫度為30°C -50°C之間，反應時間為2-4小時；(2)電解液進行酸解反應，反應溫度為30°C-100°C之間，反應時間為10-30分鐘；(3)反應后的物料冷卻到50°C-常溫，進行過濾，洗滌，干燥，制粉，制得超細木質素粉末。3.權利要求1所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：龔方紅，張靜，
申請(專利權)人：常州大學，
類型：發明
國別省市：
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