[发明专利]一种以生物油为原料合成轮胎橡胶增强树脂的方法

说明书

一种以生物油为原料合成轮胎橡胶增强树脂的方法，合成步骤为：（1）、将甲醛、生物油、苯酚按照质量比0.5~0.8：0.2~0.4：0.8~1.0混合均匀，同时加入催化剂，控制pH值在1~3之间；（2）、升温并控制温度在90~100℃反应1~1.5小时；然后减压蒸馏除去水分；（3）、加入腰果油，控制反应温度在150℃~200℃，保温反应1~5小时，所述腰果油的质量用量为苯酚用量的0.3%~16%；（4）、减压蒸馏至软化点为70℃~120℃；（5）、用中和剂中和树脂中的酸，即得到轮胎橡胶增强树脂。本发明用生物油合成的增强树脂，解决了游离酚高，生产中容易凝胶的问题，且相比纯酚醛树脂提高了轮胎橡胶的补强作用，而且将生物质热解副产物加以利用，大大降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及的是一种以生物油为原料合成的轮胎橡胶增强树脂及其制备方法，属于轮胎橡胶增强树脂技术领域。

背景技术

橡胶补强剂是一种能提高橡胶制品强度的配合剂，作为橡胶补强剂的酚醛树脂属于线形酚醛树脂,通常是甲醛和苯酚(质量比为0.75~0.85)在酸性介质中反应生成的低分子聚合物(数均相对分子质量为2 000左右)。线形酚醛树脂的线形结构赋予其可溶(熔)性及一定的塑性。一般橡胶专用补强酚醛树脂的聚合必须加入第三单体,并通过油或胶乳改性合成的酚醛树脂,使其具有高增硬、高补强、耐磨、耐热及加工安全和与橡胶相容性好的特征。通用橡胶补强酚醛树脂主要有间苯二酚-甲醛二阶酚醛树脂、木贾树油或妥尔油改性二阶酚醛树脂和胶乳改性酚醛树脂。由于酚醛树脂能赋予胶料一定的硬度、定伸应力和低变形性,而仅通过增大炭黑用量不能达到此目的,因此近年来酚醛树脂在橡胶工业中的应用越来越广泛,如用作胶料的增粘剂、粘合剂及充气子午线轮胎胎圈胶的补强剂。

生物油是生物质经预处理后在400℃~600℃绝氧条件发生热裂解反应生成热解气，再经冷却、分离等工艺获得木醋液等产品后的残余类油性混合物。生物油内主要含有苯酚、二甲酚、邻苯二酚、糠醛以及甲氧基酚、糖类等物质。目前通常是作为燃料油使用，目前还未见将其作为橡胶补强剂的报道。

发明内容

本发明公开了一种以生物油为原料合成轮胎橡胶增强树脂的方法，技能满足轮胎橡胶增强的要求，同时将生物油这一副产物加以利用，大大地降低了生产成本。

本发明的合成方法包括以下步骤：

（1）、将甲醛、生物油、苯酚按照质量比0.5~0.8 ：0.2~0.4 ：0.8~1.0混合均匀，同时加入催化剂，控制pH值在1~3之间；所述甲醛是质量浓度为36%~50%的液体甲醛或者质量浓度为92%的多聚甲醛，或者上述二者的混合；所述催化剂为盐酸、硫酸、烷基苯磺酸以及草酸中的一种或任意几种的组合，催化剂质量用量为苯酚用量的0.2%~2%；

（2）、升温并控制温度在90~100℃反应1~1.5小时；然后减压蒸馏除去水分；

（3）、将腰果油加入，控制反应温度在150℃~200℃，保温反应1~5小时，所述腰果油的质量用量为苯酚用量的0.3%~16%；

（4）、减压蒸馏至软化点为70℃~120℃；

（5）、用中和剂中和树脂中的酸，即得到轮胎橡胶增强树脂。

进一步的，生物油的制备技术目前属于现有技术，比如本发明中使用的生物油可以选自专利号201310349703.0中所公开的生产工艺制备的生物油。

进一步的，所述生物油为包含但不限于苯酚、二甲酚、邻苯二酚、糠醛以及甲氧基酚的混合酚，其总固含量为20%~60%。

进一步的，所述腰果油是侧链含有不饱和双键的C₁₅多元酚。

进一步的，所述中和剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水以及三乙醇胺中的一种或任意几种的组合。

进一步的，所述步骤（4）减压蒸馏的真空度为0.03MPa~0.1 MPa。