[发明专利]一种木质素修饰高岭土及其作为橡胶补强剂的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种木质素修饰高岭土及其作为橡胶补强剂的应用。

背景技术

目前有机修饰高岭土已应用于橡胶补强剂，现有常用的高岭土改性剂是长链季胺盐或非离子型表面活性剂等，但是用这些改性剂制备木质素修饰高岭土，工艺复杂，原材料成本高，因而使橡胶/高岭土纳米复合材料技术难以推广。另一方面，造纸黑液的排放造成对环境的污染也成为造纸企业发展的难题，目前造纸黑液的处理方法成本高，效率低。没有将其中的木质素进行综合利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木质素修饰高岭土及其作为橡胶补强剂的应用。以实现将造纸黑液中的木质素进行综合利用，代替价格高的有机改性剂，简化工艺，降低橡胶补强剂的生产成本，又能解决造纸废水的排放和环境污染的问题。

本发明的技术方案是：木质素修饰高岭土的有机修饰剂为造纸黑液中的木质素，其中高岭土与木质素的质量比为10∶1～1∶10，成品的含水量为20％～50％。

木质素修饰高岭土的制备方法，包括以下步骤：

(1)室温下将高岭土在5～15倍的去离子水中搅拌24小时；

(2)按高岭土与木质素的质量比为10∶1～1∶10，在高岭土中加入造纸黑液，继续搅拌24小时；

(3)用酸调节溶液pH＝2～3，过滤，用去离子反复洗涤至接近中性；

(4)在70～80℃下干燥10～24小时，得到含水量为20％～50％的成品。

木质素修饰高岭土作为橡胶补强剂的应用，在100份生胶中，加入脱水后的木质素修饰高岭土1～100份，在开炼机内混炼2～4h，制成母胶，再按照现有方法制成木质素修饰高岭土/橡胶复合材料。

所述生橡胶为丁腈橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶。

本发明的优点是：直接使用造纸黑液的木质素作为改性剂，代替价格高的有机改性剂，其原料丰富，制备工艺简单，可大大降低橡胶补强剂的生产成本，又能解决造纸废水的排放和环境保护问题。经实验，本发明的木质素修饰高岭土能显著提高橡胶的拉伸强度，300％定伸强度、拉断伸长率和硬度和抗老化性能。无须使用炭黑即可获得与炭黑相近的补强效果，用于多种橡胶制品，具有很好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面将阐述实施例以更加详细地说明本发明。

实施例1：

在500毫升的反应釜中加入10克高岭土和200毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液50毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸调节浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在75℃干燥10小时，得到1∶1木质素修饰高岭土备用。

实施例2：

在1000毫升的反应釜中加入10克高岭土和200毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液250毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸至浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在70℃干燥12小时，得到1∶5木质素修饰高岭土备用。

实施例3：

在1500毫升的反应釜中加入10克高岭土和200毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液450毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸至浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在75℃干燥10小时，得到1∶9木质素修饰高岭土备用。

实施例4：

在1500毫升的反应釜中加入30克高岭土和600毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液50毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸至浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在75℃干燥10小时，得到3∶1木质素修饰高岭土备用。

实施例5：

在2500毫升的反应釜中加入50克高岭土和1000毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液50毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸至浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在75℃干燥10小时，得到5∶1木质素修饰高岭土备用。

实施例6：

在5000毫升的反应釜中加入90克高岭土和1800毫升去离子水，搅拌24小时，接着加入含重量比为20％木质素造纸黑液50毫升，继续搅拌24小时，然后加盐酸至浆液的pH＝3～4，抽滤，反复洗涤至滤液接近至中性，最后在75℃干燥18小时，得到9∶1木质素修饰高岭土备用。

实施例7：

木质素修饰高岭土作为丁腈橡胶补强剂的应用