[发明专利]水苏糖在改善橡胶耐磨和抗老化方面的应用

说明书

技术领域

本发明提供一种将水苏糖添加在橡胶中以改善橡胶耐磨和抗老化性能的方法，属改性橡胶技术领域。

背景技术

中国橡胶工业发展壮大至今，现也成为世界上的橡胶大国。橡胶工业已在国家各个行业中得到了广泛的应用，在整个国民经济中起着举足轻重的作用。在橡胶制造中，为了满足耐磨性、抗湿滑性等要求，高聚物材料和炭黑得到广泛使用。炭黑的使用虽然提高了耐磨性，但其抗湿滑性能下降，生热高。也有报道，橡胶中加入维生素C可以提高橡胶的耐磨性，但其在加工过程中极易导致过早固化等一系列问题。随着橡胶工业的飞速发展和对橡胶产品综合性能要求的不断提高，如何提高产品的耐磨性和抗老化性能成为制约橡胶工业大力发展的重要课题。

水苏糖(stachyose)是自然界存在的一种天然的四糖，是蔗糖的葡萄糖基一侧以1，6糖苷键结合2个α-半乳糖而形成的糖类，其分子式为C24H42O21，分子量为666.59。水苏糖是从唇形科、玄参科及豆科植物(草石蚕、银条、地灵、泽兰、大豆或地黄)中提取的天然成分，它能显著促进肠道有益菌群的增殖，改善肠道内环境，因而被誉为“超强双歧因子”。目前水苏糖主要是作为第三代功能性食品基料，添加于普通或保健食品中，起着调节肠内菌群平衡、改善肠道功能、降低血脂、调节免疫、润肠通便等独特的生理功效。从唇形科、玄参科及豆科植物(草石蚕、银条、地灵、泽兰、大豆或地黄)中提取的水苏糖产品为白色粉状产品，其主要成分是水苏糖，其次也含有葡萄糖、果糖、蔗糖、棉子糖。水苏糖是从中国传统植物中提取的，水苏糖的生产已在国内率先实现了产业化。水苏糖产业化的成功，标志一种新材料的诞生。尤其是高纯度水苏糖原来的价格非常昂贵，限制了其应用。中国特色的高纯度水苏糖的产业化成功，为水苏糖进入其它工业领域打下了基础。

水苏糖产品在本专利中是指水苏糖含量70％以上，同时也含有葡萄糖、果糖、蔗糖、棉子糖的固体粉末。中国专利公开了新型纳米材料在橡胶改性领域的应用方法，如纳米氧化锌粉体、纳米天然重晶石粉体、纳米蒙脱土等。这些专利虽然改善了橡胶的某些性能，但橡胶的综合性能仍不高。水苏糖产品在橡胶工业的改性方面国内未见报道，具有开创性。水苏糖添加在橡胶中不但提高了耐磨性和抗老化性能，同时也提高了橡胶的湿地防滑性能、降低了生热。

发明内容

本发明的目的是提供一种水苏糖在改善橡胶耐磨和抗老化方面的应用方法，水苏糖添加在橡胶中不但提高了耐磨性和抗老化性能，同时也提高了橡胶的湿地防滑性能、降低了生热，从而提高了橡胶的综合性能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1、一种将水苏糖添加在橡胶中以改善橡胶耐磨和抗老化性能的方法，所述水苏糖系指从草石蚕、银条、地灵、泽兰、大豆或地黄中提取的水苏糖产品。

2、所述的水苏糖产品，系水苏糖含量在70％以上的水苏糖粉，而且含有0～10％葡萄糖，0～10％果糖，0～10％蔗糖，0～10％棉子糖，

3、所述的水苏糖的添加量为0.1～10％重量比的水苏糖粉。

4、水苏糖粉是在橡胶的混炼过程中添加，混炼后的生胶经硫化成型即制成耐磨抗老化的橡胶，所用橡胶为二烯橡胶。二烯橡胶在本发明中可包括传统的用于轮胎橡胶的二烯橡胶，单独或者混合物。例如天然橡胶(NR)、聚异戊二烯橡胶(IR)、各种苯乙烯丁二烯共聚物橡胶(SBR)、各种丁二烯橡胶(BR)、丙烯腈、丁二烯共聚物橡胶(NBR)和丁基橡胶(IIR)。

同时，由于水苏糖粉是以四糖为主且含有少量单糖、双糖、三糖的混合物，糖类性质稳定。因此，在橡胶生产过程中，也可以添加传统的添加剂如炭黑、抗氧化剂，填充剂等，这些添加剂都可以同水苏糖一起使用。

本发明的特征在于为提高橡胶的综合性能，尤其是橡胶的耐磨性和抗老化性能提供了一种新型的改性剂-水苏糖。水苏糖在橡胶改性中有非常优秀的性能，不但拓展了水苏糖的应用领域，更是为中国橡胶工业的创新发展提供了新的创新点。本发明工艺简单、易于操作、成本低，所得橡胶产品适用于轮胎、胶鞋等工业的使用。水苏糖用于橡胶的耐磨和抗老化方面，其综合性能好、高效、无毒，符合橡胶工业的发展方向。

具体实施方式

下面结合实施例，以对本发明进一步说明。实施例的具体描述，对本发明的范围不构成任何限制。

实施例1

在保持天然橡胶配方和工艺流程不变的情况下，将称取的0.5公斤水苏糖粉添加于100公斤的天然橡胶中，经过塑炼、混炼、硫化成型，制成符合国家标准的橡胶样品，试样通过仪器进行性能测试，结果如下表1所示：