[发明专利]一种基于蓖麻油酸均聚的不迁移的橡胶用增塑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用橡胶增塑剂蓖麻油酸均聚物的制备，属于橡胶助剂制备技术领域。

背景技术

1常见的塑料、橡胶等高分子材料由于其分子量较大，加工性能、力学性能等需要进一步提高，增塑剂就是加入到这些塑料、橡胶中能显著改善其加工性能、可塑性、力学性能的一种通用高分子助剂。常用的橡胶用增塑剂主要有：石油系增塑剂、煤焦油增塑剂、松焦油系增塑剂、脂肪油系增塑剂以及合成增塑剂等几大类，但是大部分的增塑剂还是来源于石油化石资源，依然不能满足环保节能的目的。

2聚酯型增塑剂便是合成增塑剂的一种，作为聚酯型增塑剂，其分子量一般在1000～8000之间，聚酯型增塑剂具有挥发性小、迁移低、耐热、耐油、耐水等很多优点，分子量太低易迁移、分子量太大增塑效果较差。

3植物油由于其含有羟基、羧基以及双键等反应基团，目前植物油已经成为合成高分子材料的重要原料，植物油的主要成分是甘油三酸脂，由于其基团位置的不同，因此其可以合成不同结构的高分子材料，目前合成的主要产品有聚氨酯、聚酯、聚醚、聚烯烃等产物。植物油中蓖麻油是一种应用比较广泛的原料，它含有80％～85％的蓖麻油酸，其分子式为C₁₈H₃₄O₃。蓖麻油酸羟值很高，可以达到160～180mgKOH/g，我国是世界上第二大蓖麻油酸生产大国，有丰富的蓖麻油酸资源，蓖麻油酸产量高、价格较低，和其它生物基单体相比有很大的优势。

4有人采用蓖麻油或者蓖麻油酸直接当做增塑剂来增塑橡胶，由于其分子量较小、容易迁出，增塑效果较差，为了更好的利用蓖麻油酸来作为橡胶用增塑剂，我们利用蓖麻油酸两端的羧基和羟基反应，生成更高分子量的聚酯型增塑剂，最终得到分子量在3000～5000的蓖麻油酸均聚物，既满足聚酯型增塑剂的分子量要求，又符合生物基环保型增塑剂的要求，而且能起到更好的增塑橡胶的目的，显著改善橡胶的加工性能、力学性能等。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够用于常用橡胶的基于蓖麻油酸均聚的生物基环保型增塑剂的制备方法，解决了蓖麻油或蓖麻油酸直接增塑橡胶分子量较小，容易迁出，增塑效果不好的弊端。可以在生产生活中得到更好的应用。

一种基于蓖麻油酸均聚的不迁移的橡胶用增塑剂的制备方法，其特征在于：整个制备过程分为预聚和缩聚两个过程，具体的制备步骤如下：

(1)蓖麻油酸预聚阶段：在三口瓶中加入蓖麻油酸、阻聚剂，所使用的阻聚剂是蓖麻油酸总量的0.1％～0.3％wt，反应开始前整个装置抽排氮气3～5次，然后在氮气氛围下，将反应温度控制在160～180℃，反应2～3h，使预聚阶段产生的水分从冷却系统排出；

(2)蓖麻油酸缩聚阶段：待预聚阶段反应完成之后，在氮气氛围下将体系温度降低到80℃以下，加入催化剂，所使用的催化剂是蓖麻油酸总量的0.05～0.1％wt，然后开启真空泵将体系压力降低到100～300pa，反应温度升高到200～220℃，反应6～8h，反应结束后，将体系温度降低到80℃以下，取出产物，便得到了蓖麻油酸均聚物。

所使用的阻聚剂为高效阻聚剂ZJ-701、吩噻嗪、高效阻聚剂ZJ-705中的一种。

所使用的催化剂为钛酸四丁酯、氯化亚锡中的一种。

所述一种基于蓖麻油酸均聚的不迁移的橡胶用增塑剂的制备方法，其特征在于：把各原料按质量份数如下进行混料：天然橡胶100份，炭黑40-50份，氧化锌3-5份，硬脂酸2-4份，防老剂1-3份，蓖麻油酸均聚物3-12份，促进剂0.5-1.5份，硫黄1-3份；混炼工艺：在开炼机上的整个炼胶时间控制在15min之内，为了缩短混炼时间，并且为了使小料和炭黑能够均匀的分散，先将氧化锌、硬脂酸和防老剂同时加入进行混炼，然后加入蓖麻油酸均聚物和炭黑，在蓖麻油酸均聚物和炭黑分散均匀时加入硫磺，最后加入促进剂，混炼完成一天之后再进行硫化，硫化温度选定在145℃，硫化时间设为25min。

所制得的蓖麻油酸均聚物的数均相对分子质量在3000～5000，分子量分布在2.00～2.60，结构式为：

具体合成反应方程式如下所示：

本发明的优点与效果：

1所使用的原料为蓖麻油酸，原料易得、价格低廉，蓖麻油酸为生物基单体，所得蓖麻油酸均聚物符合生物基环保型增塑剂的要求，制备方法简单。