[发明专利]一种腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶复合材料及其制备方法，特别是涉及一种腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料及其制备方法。属于高分子材料技术领域，

背景技术

木质素作为具有高表面活性的天然高分子聚合物在橡胶工业中的应用，表现出粉尘污染小，生产方式环保、成本低廉等优势，为橡胶工业的可持续发展提供了一种有效途径。随着人们对低碳环保的日益重视，木质素在橡胶工业中的应用更能体现出其显著的经济价值和社会意义。国内外对木质素作为橡胶补强剂的研究经历了70余年的发展，木质素填充橡胶的加工工艺和对木质素的改性一直是该领域的研究重点。其中木质素的羟甲基化改性是木质素改性的重要方法，其在工业生产中得到了一定的应用。

专利号为89109494.6的发明专利“利用木质素作为橡胶补强的方法”公开了一种木质素甲醛树脂作为丁腈橡胶增强剂的方法，在浓缩的造纸废液中加入甲醛制成木质素甲醛树脂，再按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂，并与橡胶在一定温度下进行硫化，可获得在橡胶中填充大量木质素且不需加入软化剂、节省大量橡胶且性能优良的硫化胶。但这种方法的缺点在于需要加入各种加工助剂，加工工艺复杂、成本较高，且只适用于丁腈橡胶，应用范围较窄。

专利号为200810027887.8的发明专利“一种工业木质素增强填充的共混弹性体材料及其制备方法”，克服了现有技术中存在的缺点，将木质素及其改性衍生物在弹性体中的应用从丁腈橡胶扩展到丁苯橡胶及其它弹性体，提供了一种工艺简单、成本低、性能稳定的工业木质素补强填充的共混弹性体材料。

专利号为201210232822.3的发明专利“一种工业木质素补强橡胶及其制备方法”，公开了采用胶乳共沉工艺将羟甲基化木质素及其与常用无机填料（陶土、蒙脱土、高岭土、碳酸钙等）共同应用于丁苯橡胶、丁腈橡胶等通用橡胶中，在不降低胶料物理机械性能的同时，合并木质素与橡胶生产过程中的干燥过程，降低了橡胶混炼的动力消耗。

以上的专利未涉及腰果酚改性木质素，且所述木质素及其改性衍生物主要应用于极性橡胶中，或是在非极性橡胶应用中未能达到良好的效果。

发明内容

本发明的目的之一，是为了提供一种腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料。

本发明的目的之二，是为了提供一种腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料及其制备方法。

本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：

一种腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料，其特征在于：由橡胶和腰果酚改性木质素制成；以重量份计，橡胶为100份，腰果酚改性木质素的含量为10-200份；所述橡胶为天然胶、异戊胶、丁苯胶、顺丁胶、1,2聚丁二烯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶或氯丁橡胶，或者由天然胶、异戊胶、丁苯胶、顺丁胶、1,2聚丁二烯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中二种或多种橡胶的组合；所述腰果酚改性木质素，为含有羟甲基和不饱和烃基长链官能团的腰果酚改性木质素；该腰果酚改性木质素为以甲醛和腰果酚为改性剂对黑液或纯木质素进行改性而得。

本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，所述腰果酚改性木质素，其特征在于：

1）其物质组分包括黑液或纯木质素、甲醛和腰果酚，质量比计，黑液或纯木质素：甲醛：腰果酚为1:0.01-2：0.01-0.5，所述腰果酚改性木质素的含水率为30%-80%；

2）采用甲醛和腰果酚对黑液或纯木质素进两步反应改性，制得含有羟甲基和不饱和烃基长链官能团的腰果酚改性木质素，两步反应改性是指，先用甲醛对黑液或纯木质素进行改性得到甲醛改性木质素液，然后用腰果酚对黑液或纯木质素进行改性得到腰果酚改性木质素液，所述腰果酚改性木质素液经沉淀析出、过滤、清洗及干燥后，得到腰果酚改性木质素。

进一步地，所述腰果酚改性木质素，由黑液或纯木质素与甲醛混合搅拌均匀并在60-100℃的搅拌状态下恒温反应0.5～2小时，再按比例加入腰果酚在60～100℃的搅拌状态下恒温反应1～4小时，最后在搅拌下滴加10%的稀酸至PH为3.0～4.0或加入凝固剂，使反应物完全沉出后得到。

本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：

一种如前所述的腰果酚改性木质素填充的橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）按比例称取橡胶和腰果酚改性木质素，