[发明专利]一种木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂的制备方法及橡胶的补强方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂的制备方法及橡胶的补强方法。

二、背景技术

炭黑作为一种重要的补强剂被广泛应用于轮胎和其它橡胶制品的生产制造中。作为最传统的补强剂，炭黑确实拥有不可替代的地位，但它同时也具有高污染、高能耗、依赖石油资源等难以避免的缺点。

随着油气资源供应的不断紧张和人类对环境污染和能源危机等问题认识上的不断深入，以天然可再生资源为原料制备可再生、可降解等性质的高分子材料日益受到重视。木质纤维素是地球上最丰富的天然可再生资源，富含多种功能基团，具有较高的反应活性，可以在橡胶中起到交联增强作用。

通过前期的研究发现，木质纤维素单独作为橡胶补强剂，使橡胶材料的力学性能(如邵氏A硬度)等有所降低。

三、发明内容

本发明旨在提供一种木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂的制备方法及橡胶的补强方法，在保证橡胶补强效果的同时还使橡胶具有较高的力学性能。

本发明木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂的制备采用溶液插层复合法，具体过程如下：

将硅烷偶联剂分散于无水乙醇中，加去离子水稀释并加入木质纤维素搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向所述木质纤维素悬浮液中加入蒙脱土，于80℃搅拌反应4-8小时，反应结束后洗涤至中性，干燥并球磨后得到木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂。

所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，所述硅烷偶联剂的质量为所述木质纤维素质量的1.5％。

所述木质纤维素与所述蒙脱土的质量比为1:2-6，优选质量比为1:4。

所述蒙脱土为蒙脱土DK-3。

所述木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂的粒度≤120目。

本发明橡胶的补强方法，包括以下步骤：

(1)向密炼机内加入100质量份天然橡胶，然后依次加入6质量份氧化锌，1质量份硬脂酸，1.5质量份防老剂4010NA，0-12质量份橡胶补强剂，48-60质量份炭黑，于120℃混炼6-12min，混炼结束后静置8小时以上，得到一段混炼胶；橡胶补强剂即为本发明制备的木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂，添加量优选为8质量份。

(2)向开炼机中加入步骤(1)制得的一段混炼胶，随后加入2.5质量份硫磺，0.3质量份促进剂TMTD，于50℃混炼10min，混炼结束后静置8小时以上，得到二段混炼胶；

(3)将步骤(2)制得的二段混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度140-150℃，硫化压力10-15MPa，硫化时间6-8min。

本发明的有益效果体现在：

本发明利用木质纤维素和蒙脱土制备橡胶补强剂，其原料丰富，制备工艺简单，可以替代部分炭黑，获得与炭黑相近的补强效果，减少石化资源的使用，是环境友好材料。本发明采用传统橡胶加工工艺，操作简单，具有较好的经济效益和社会效益。

四、附图说明

图1是木质纤维素和蒙脱土质量比为1:4时制备的橡胶补强剂的SEM照片。

五、具体实施方式

下面结合实例以更加详细地说明本发明：

实施例1：

在1000ml烧杯中加入硅烷偶联剂KH-5500.225g(偶联剂占木质纤维素质量的1.5％)，用8ml无水乙醇稀释，加去离子水750ml，接着加入木质纤维素15g，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液，再加入蒙脱土DK-330g，混合加热至80℃，反应6小时，将反应产物洗涤至中性，烘干，球磨至120目以下，得到木质纤维素和蒙脱土质量比为1:2的木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂。

实施例2：

在1000ml烧杯中加入硅烷偶联剂KH-5500.225g(偶联剂占木质纤维素质量的1.5％)，用8ml无水乙醇稀释，加去离子水750ml，接着加入木质纤维素15g，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液，再加入蒙脱土DK-345g，混合加热至80℃，反应6小时，将反应产物洗涤至中性，烘干，球磨至120目以下，得到木质纤维素和蒙脱土质量比为1:3的木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂。

实施例3：

在1000ml烧杯中加入硅烷偶联剂KH-5500.225g(偶联剂占木质纤维素质量的1.5％)，用8ml无水乙醇稀释，加去离子水750ml，接着加入木质纤维素15g，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液，再加入蒙脱土DK-360g，混合加热至80℃，反应6小时，将反应产物洗涤至中性，烘干，球磨至120目以下，得到木质纤维素和蒙脱土质量比为1:4的木质纤维素/蒙脱土橡胶补强剂。