[发明专利]一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成改性杜仲胶的方法，特别是涉及一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法。

背景技术

中国是世界上最大的橡胶消费国，橡胶消耗量已连续12年居世界首位。受地理区域的影响，我国三叶天然橡胶的自给率不足20%，2013年三叶天然橡胶进口量已经突破400万吨。作为重要战略资源的天然橡胶的短缺已然成为制约我国橡胶工业发展的“瓶颈”。另一方面，随着近年来全球面临石油资源逐步枯竭和环境对非化石资源的迫切需求，世界各国纷纷把开发生物橡胶资源放在重要位置，全球领先的橡胶制造企业和轮胎制造商都在积极开发生物橡胶及生物基橡胶单体。在此背景下，开发我国特有的杜仲胶作为第二天然橡胶资源是应对国际国内形式的最为有效的途径，对实现我国橡胶工业的可持续绿色发展具有重要的战略意义。

杜仲胶是三叶天然橡胶的同分异构体——反式-1，4-聚异戊二烯。近年来，杜仲胶的提取、改性和应用开发研究等方面已取得了很大的进展。杜仲胶特有的柔性链、具有双键、有序的分子结构特点赋予杜仲胶和三叶天然橡胶或丁苯胶等合成橡胶的复合胶具有高耐磨、高抗撕裂、优异耐疲劳、抗湿滑、动态滞后小等优点，在绿色轮胎、阻尼材料等方面具有广阔的应用前景。但由于杜仲胶在常温下为结晶态，熔点为52~65℃，在加工和应用过程具有以下问题：①由于常温下为结晶体，杜仲胶在混炼加工过程中需要加热，导致在与其他胶复合时工序增加，工艺复杂化，且增加能耗。②杜仲胶只有在交联度达到临界交联度时才显示出高弹性。对天然杜仲胶进行共聚改性，破坏分子链的有序性，从而破坏其结晶。一方面保持了天然杜仲胶原有的优良性能，同时降低加工温度；另一方面还可以改善其室温弹性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法，该方法采用的自由基共聚合反应进行改性，通过溶液浓度、共聚单体用量、反应温度和引发剂用量工艺条件来控制共聚程度，进而控制产物熔点低至室温不结晶，即达到室温下为软而韧的状态，保证共聚反应稳定、高效。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

.一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法，所述方法包括以下过程：

在机械搅拌条件下，向天然杜仲胶A中加入有机溶剂B，配制成8~12%的稳定溶液C，向溶液中滴加共聚单体D和引发剂E的一半，50~85℃反应0.5~3小时；继续加入引发剂E的另一半，50~85℃继续反应0.5~3小时，产物经工业乙醇或丙酮沉淀析出，抽滤，干燥，制得杜仲胶改性材料；其中组分A为天然杜仲胶，化学结构为反式-1，4-聚异戊二烯；组分B为天然杜仲胶的良溶剂，包括环己烷，或甲苯，或二甲苯，或四氢呋喃，或氯仿；组分C为杜仲胶的稳定溶液体系，其中溶液浓度8~12%；组分D为共聚单体，包括苯乙烯、或甲基丙烯酸甲酯、或丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸丁酯；组分E为自由基引发剂，包括过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁氰。

所述的一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法，所述方法工艺条件为：溶液浓度8~12%，杜仲胶/共聚单体质量比为1：1~1：3，引发剂用量为共聚单体的1~10%，反应温度50~85℃，反应时间为1~6小时，在此条件下所得产物熔点低至室温或不结晶。

所述的一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法，所述引发剂采用分批的方式加入，避免由于引发剂浓度过高所导致的降解、交联等副反应的发生。

所述的一种室温下混炼合成改性杜仲胶的方法，所述反应时共聚单体采用滴加式，可以保证反应平稳进行，且可有效避免共聚单体均聚反应的发生。

本发明的优点与效果是：

1. 本发明采用的自由基共聚合反应进行改性，工艺简单，易操作。

2. 本发明采用溶液实施工艺，体系粘度低，混合和传热容易，控温容易。

3. 本发明中共聚单体采用滴加的方式，可显著控制均聚的发生，保证共聚反应稳定、高效。

4. 产物熔点可控。通过改变溶液浓度、共聚单体用量、反应温度和引发剂用量等工艺条件，可以控制共聚程度，进而控制产物熔点。产物熔点可低至室温，也可完全不结晶，即室温下为软而韧的状态。

附图说明

图1为杜仲胶和改性杜仲胶的DSC熔融曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详述。

实施例1