一種淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于橡膠制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)情況下，橡膠是需要增強(qiáng)的，橡膠材料增強(qiáng)用的理想填料應(yīng)該具有質(zhì)輕、粒徑小、分散性好、與橡膠間的界面結(jié)合好的特點(diǎn)，以達(dá)到低的粘彈滯后效果和低的驅(qū)動(dòng)能量需求效果.但現(xiàn)有的填料尚不能完全滿足這一要求。淀粉具有資源豐富、價(jià)廉、質(zhì)輕的特點(diǎn)。在塑料工業(yè)中，己大量應(yīng)用淀粉及其衍生物開(kāi)發(fā)出各種可降解的塑料產(chǎn)品；而在橡膠工業(yè)中，通過(guò)一些改性技術(shù)將淀粉用作橡膠的新型補(bǔ)強(qiáng)劑則是十分令人感興趣的工作，最近已引起世界各國(guó)橡膠工作者的強(qiáng)烈關(guān)注。由于淀粉是多羥基聚合物，它與橡膠之間的結(jié)構(gòu)和極性相差懸殊，從熱力學(xué)和膠體力學(xué)的觀點(diǎn)看，它們相容性差，得不到分子共容的均相體系，也不會(huì)在共混過(guò)程中形成誘導(dǎo)和乳化的過(guò)渡層。因此，將淀粉用于橡膠中的關(guān)鍵是要使淀粉精細(xì)地分散在橡膠基體中并獲得強(qiáng)壯的界面結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種利用淀粉對(duì)橡膠進(jìn)行改性，提高橡膠力學(xué)性能的淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法。
[0004]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法，包括淀粉糊的制備，RF溶液的制備，改性淀粉糊的制備，淀粉/ SBR復(fù)合物的制備和混煉膠的制備步驟；
淀粉糊的制備:將淀粉水懸浮液(濃度2% )置于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，淀粉即可充分糊化為呈半透明狀的凝膠液；
RF (間苯二酚甲醛樹(shù)脂)溶液的制備:將甲醛溶液與間苯二酚以摩爾比1:3稱量，共置于小燒杯中，加水稀釋，微量NaOH催化，室溫下迅速反應(yīng)，得到RF溶液；
改性淀粉糊的制備:按照配比將一定量RF溶液加入制備好的淀粉糊中，繼續(xù)于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，得到改性的淀粉糊:
淀粉/SBR (丁苯膠乳)復(fù)合物的制備:按照配比將30份(質(zhì)量份)的改性淀粉糊加入100份的SBR膠乳中，于攪拌狀態(tài)下混合30min，制成淀粉/SBR混合液，以1.0%?1..5%CaCl2溶液使其絮凝，于80°C的條件下干燥14?18h，得到淀粉/SBR復(fù)合物；
混煉膠的制備:將制備好的淀粉/SBR復(fù)合物于雙輥開(kāi)煉機(jī)上混煉，偶聯(lián)劑KH-792(Ν-β (氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)用量均為3phr，在混煉時(shí)先于其它配合劑加入；
硫化膠的制備:將制備好的混煉膠于平板硫化機(jī)上按正硫化時(shí)間T9tl硫化，硫化溫度為150°C ,硫化后得到淀粉/橡膠復(fù)合材料。
[0005]本發(fā)明具有如下有益效果:
制備的復(fù)合材料的300%定伸應(yīng)力達(dá)到8.2MPa，拉伸強(qiáng)度18.0MPa，撕裂強(qiáng)度45.6KN/M，達(dá)到了很好的補(bǔ)強(qiáng)效果，淀粉/橡膠復(fù)合材料的密度小于傳統(tǒng)的炭黑、白炭黑體系，將其應(yīng)用于橡膠工業(yè)中，既可降低成本，又可節(jié)省由于材料(如輪胎、膠鞋)自重而造成的驅(qū)動(dòng)能耗，具有良好應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]具體實(shí)施例:本發(fā)明所述制備過(guò)程包括淀粉糊的制備，RF溶液的制備，改性淀粉糊的制備，淀粉/ SBR復(fù)合物的制備和混煉膠的制備步驟；
淀粉糊的制備:將淀粉水懸浮液(濃度2% )置于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，淀粉即可充分糊化為呈半透明狀的凝膠液；
RF (間苯二酚甲醛樹(shù)脂)溶液的制備:將甲醛溶液與間苯二酚以摩爾比1:3稱量，共置于小燒杯中，加水稀釋，微量NaOH催化，室溫下迅速反應(yīng)，得到RF溶液；
改性淀粉糊的制備:按照配比將一定量RF溶液加入制備好的淀粉糊中，繼續(xù)于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，得到改性的淀粉糊:
淀粉/SBR (丁苯膠乳)復(fù)合物的制備:按照配比將30份(質(zhì)量份)的改性淀粉糊加入100份的SBR膠乳中，于攪拌狀態(tài)下混合30min，制成淀粉/SBR混合液，以1.0%?1..5%CaCl2溶液使其絮凝，于80°C的條件下干燥14?18h，得到淀粉/SBR復(fù)合物；
混煉膠的制備:將制備好的淀粉/SBR復(fù)合物于雙輥開(kāi)煉機(jī)上混煉，偶聯(lián)劑KH-792(Ν-β (氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)用量均為3phr，在混煉時(shí)先于其它配合劑加入；
硫化膠的制備:將制備好的混煉膠于平板硫化機(jī)上按正硫化時(shí)間T9tl硫化，硫化溫度為150°C ,硫化后得到淀粉/橡膠復(fù)合材料。
[0008]對(duì)制備的淀粉/橡膠復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，其300%定伸應(yīng)力達(dá)到8.2MPa，拉伸強(qiáng)度18.0MPa，撕裂強(qiáng)度45.6KN/M，達(dá)到了很好的補(bǔ)強(qiáng)效果。此外，用懸浮法測(cè)定了硫化膠的密度，結(jié)果顯示，淀粉/橡膠復(fù)合材料的密度小于傳統(tǒng)的炭黑、白炭黑體系，將其應(yīng)用于橡膠工業(yè)中，既可降低成本，又可節(jié)省由于材料(如輪胎、膠鞋)自重而造成的驅(qū)動(dòng)能耗，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0009]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法，其特征在于:包括淀粉糊的制備，RF溶液的制備，改性淀粉糊的制備，淀粉/ SBR復(fù)合物的制備和混煉膠的制備步驟； 淀粉糊的制備:將淀粉水懸浮液(濃度2% )置于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，淀粉即可充分糊化為呈半透明狀的凝膠液； RF (間苯二酚甲醛樹(shù)脂)溶液的制備:將甲醛溶液與間苯二酚以摩爾比1:3稱量，共置于小燒杯中，加水稀釋，微量NaOH催化，室溫下迅速反應(yīng)，得到RF溶液； 改性淀粉糊的制備:按照配比將一定量RF溶液加入制備好的淀粉糊中，繼續(xù)于95°C的恒溫水浴中攪拌30min，得到改性的淀粉糊: 淀粉/SBR (丁苯膠乳)復(fù)合物的制備:按照配比將30份(質(zhì)量份)的改性淀粉糊加入100份的SBR膠乳中，于攪拌狀態(tài)下混合30min，制成淀粉/SBR混合液，以1.0%?1..5%CaCl2溶液使其絮凝，于80°C的條件下干燥14?18h，得到淀粉/SBR復(fù)合物； 混煉膠的制備:將制備好的淀粉/SBR復(fù)合物于雙輥開(kāi)煉機(jī)上混煉，偶聯(lián)劑KH-792(Ν-β (氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)用量均為3phr，在混煉時(shí)先于其它配合劑加入； 硫化膠的制備:將制備好的混煉膠于平板硫化機(jī)上按正硫化時(shí)間T9tl硫化，硫化溫度為150°C ,硫化后得到淀粉/橡膠復(fù)合材料。
【專利摘要】一種淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法，屬于橡膠制備領(lǐng)域。提供一種利用淀粉對(duì)橡膠進(jìn)行改性，提高橡膠力學(xué)性能的淀粉/橡膠復(fù)合材料制備方法。所述方法包括淀粉糊的制備，RF溶液的制備，改性淀粉糊的制備，淀粉／SBR復(fù)合物的制備和混煉膠的制備步驟，通過(guò)淀粉水溶液與橡膠乳液共混共凝聚達(dá)到淀粉與橡膠基體間的界面結(jié)合，得到淀粉/橡膠復(fù)合材料。采用該方法制備的復(fù)合材料的300％定伸應(yīng)力達(dá)到8.2MPa，拉伸強(qiáng)度18.0MPa，撕裂強(qiáng)度45.6KN/M，達(dá)到了很好的補(bǔ)強(qiáng)效果，淀粉/橡膠復(fù)合材料的密度小于傳統(tǒng)的炭黑、白炭黑體系，將其應(yīng)用于橡膠工業(yè)中，既可降低成本，又可節(jié)省由于材料自重而造成的驅(qū)動(dòng)能耗，具有良好應(yīng)用前景。
【IPC分類】C08L3-02, C08G8-22, C08L61-12, C08J3-24, C08B30-12, C08L9-06, C08K5-544
【公開(kāi)號(hào)】CN104650423
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410755720
【發(fā)明人】胡智斌
【申請(qǐng)人】胡智斌
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日