專利名稱：大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橡膠復(fù)合材料的制備方法，特別是涉及一種大豆蛋白增強橡膠復(fù) 合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在橡膠工業(yè)中，傳統(tǒng)的橡膠補強劑是以炭黑型填料為主。但由于炭黑在生產(chǎn)過程 中會對周圍環(huán)境造成嚴重破壞，因此，尋求一些無污染，可再生資源，作為橡膠填充補強劑 部分代替炭黑，提到硫化橡膠強度，越來越受到同行業(yè)研究人員的關(guān)注。我國大豆蛋白資源 十分豐富，大豆蛋白來源于豆粕，價格便宜，不僅可以作為無毒、無污染的食品原料，有可充 當可再生的化工原料。大豆分離蛋白的蛋白質(zhì)含量較高，含量為90%。蛋白質(zhì)是氨基酸以 肽鍵(-C0-NH-)相連接形成的高分子。常見的氨基酸有二十余種，大豆蛋白質(zhì)中富含各種 氨基酸，其中單氨基雙羧基的天門冬氨酸、谷氨酸和雙氨基單羧基的精氨酸含量較多。大豆 蛋白主要由2S(占8% )、7S(占35% )、15S(占52% )、及15S(占5% )等四種球蛋白組 成。球狀蛋白質(zhì)的分子形狀是一團團球狀的，它們的多肽鏈自身扭曲折疊成特有的球形。在 折疊時，分子內(nèi)某些基團之間通過氫鍵、二硫鍵或范德華引力相互作用著。分子中的疏水基 團(如烴基等)分布在球形內(nèi)部，而親水基團(如-OH、-HN2、-HS、-COHO等)分布在球形表 面。大豆蛋白目前的應(yīng)用比較廣泛，但多應(yīng)用于食品工業(yè)，木材粘合劑，添加改性塑料，而作 為增強填料應(yīng)用在橡膠中卻未見報道?；诘鞍踪|(zhì)對橡膠烴的增強作用，進行大豆蛋白在 不飽和橡膠中的應(yīng)用，非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大豆蛋白作為橡膠補強劑的制備方法。該方法將大豆蛋 白添加到橡膠中，用補強劑制成橡膠復(fù)合材料，起到提高復(fù)合材料力學(xué)性能的補強效果。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述方法的具體步驟包括按以下配比 進行混料大豆分離蛋白0-10份，促進劑1-1. 5份，防老劑1-4份，氧化鋅3-5份，偶聯(lián)劑 0-3份，硬脂酸2-4份，硫黃1-3份，炭黑50-40份，不飽和橡膠100份；大豆蛋白原料中蛋 白質(zhì)含量在65-95% ；大豆蛋白原料，60-80°C干燥24小時。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的大豆蛋白為大豆分離蛋 白或濃縮大豆蛋白。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的不飽和橡膠為天然橡 膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁晴橡膠或其并用組合。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的促進劑為胺類或秋蘭姆 類促進劑。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的防老劑為酚類、胺類、磷 類、硫黃類。
所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的偶聯(lián)劑為硅烷類或酞酸 酯類偶聯(lián)劑。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的偶聯(lián)劑混入方法為單獨 與大豆蛋白混合，或在橡膠混煉時，以常規(guī)助劑形式加入。所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其所述的炭黑為通用炭黑。本發(fā)明的優(yōu)點與效果是大豆蛋白資源十分豐富，價格便宜，不僅可以作為無毒、無污染的食品、化工原料， 減少不可再生資源的消耗，又減少環(huán)境的污染。大豆分離蛋白的蛋白質(zhì)含量較高，因此，分 子中功能性官能團較多，表面反應(yīng)能力較強，能較容易的與橡膠基體發(fā)生作用，由于大豆分 離蛋白分子結(jié)構(gòu)的特性，無須進行特殊處理，可以大幅度改善復(fù)合材料的加工性能和力學(xué) 性能。用這種補強劑制成的橡膠復(fù)合材料，與炭黑補強相比較，抗拉強度由13.24MPa，增加 到16. 4Mpa，300%定伸應(yīng)力由8. 07MPa，增加至Ij 9. 22MPa，斷裂伸長率由433. 54%，增加至Ij 456. 7%，磨耗體積由0. 248cm3/1. 6IKm,降低到0. 16cm3/l· 6IKm,因此，具有較強的推廣和 應(yīng)用價值。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施步驟為采用大豆蛋白為原料，80 0C干燥24小時，備用。按以下配比進行混料大豆分離蛋白0-10份，促進劑NS 1. 5份，防老劑40201份， 氧化鋅5份，硬脂酸2份，硫磺1. 1份，炭黑50-40份，機油7份，丁苯膠40份，順丁膠60份。將大豆分離蛋白粉根據(jù)配方與橡膠混合處理，先將兩膠進行塑煉混合，加入防老 劑，氧化鋅，硬脂酸等助劑充分混勻后，再分幾次加入大豆蛋白粉，混煉溫度控制在50-70°C 范圍，待混煉均勻后，加入炭黑和機油，最后加入硫黃和促進劑，混煉至上、下表面光滑和均 勻后，取膠，進行硫化，控制硫化溫度在140-150°C范圍，硫化時間為30分鐘，硫化完成后取 膠、裁樣。進行大豆蛋白增強相加復(fù)合材料加工的為通常采用的正常橡膠加工工藝進行即 可。舉例如下制得的大豆分離蛋白/橡膠復(fù)合材料，依照如下橡膠配方方案進行硫化膠試驗。表1:基本配方
權(quán)利要求
大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述方法的具體步驟包括按以下配比進行混料大豆分離蛋白0 10份，促進劑1 1.5份，防老劑1 4份，氧化鋅3 5份，偶聯(lián)劑0 3份，硬脂酸2 4份，硫黃1 3份，炭黑50 40份，不飽和橡膠100份；大豆蛋白原料中蛋白質(zhì)含量在65 95％；大豆蛋白原料，60 80℃干燥24小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的大豆蛋白為大豆分離蛋白或濃縮大豆蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的不飽和橡膠為天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁晴 橡膠或其并用組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的促進劑為胺類或秋蘭姆類促進劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的防老劑為酚類、胺類、磷類、硫黃類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的偶聯(lián)劑為硅烷類或酞酸酯類偶聯(lián)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的偶聯(lián)劑混入方法為單獨與大豆蛋白混合，或在橡膠混煉時，以常規(guī)助劑形式加入。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述 的炭黑為通用炭黑。
全文摘要
大豆蛋白增強橡膠復(fù)合材料的制備方法，涉及一種橡膠復(fù)合材料的制備方法，大豆分離蛋白0-10份，促進劑1-1.5份，防老劑1-4份，氧化鋅3-5份，偶聯(lián)劑0-3份，硬脂酸2-4份，硫黃1-3份，炭黑50-40份，不飽和橡膠100份；大豆蛋白原料中蛋白質(zhì)含量在65-95％；大豆蛋白原料，60-80℃干燥24小時。本發(fā)明大豆蛋白分子功能性官能團較多，表面反應(yīng)能力較強，能較容易與橡膠基體發(fā)生作用，有利于改善橡膠復(fù)合材料的加工性能和力學(xué)性能。用這種補強劑制成的橡膠復(fù)合材料3-1份，與純炭黑增強橡膠復(fù)合材料比較抗拉強度增加，300％定伸應(yīng)力增加，磨耗體積得以降低，因此，具有較強的推廣和應(yīng)用價值。
文檔編號C08L89/00GK101967239SQ20101028333
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者方慶紅, 李天宇 申請人:沈陽化工大學(xué)