[发明专利]一种天然虾青素及其酯类负载于填料防护橡胶复合材料老化的方法

说明书

发明了一种天然虾青素及其酯类负载于填料防护橡胶复合材料老化的方法，具体先将天然虾青素及其酯类在有机溶剂中溶解，再加入橡胶填料充分搅拌均匀并干燥至恒重，最后加入到橡胶中制成橡胶复合材料，其中天然虾青素及其酯类占填料的0.1％～10％。天然虾青素及其酯类作为自由基捕捉剂负载于填料，再加入到橡胶中，提高橡胶复合材料的热氧稳定性、光氧稳定性等老化性能，延缓橡胶复合材料的老化，延长其加工、贮存期间和制品使用过程中的寿命，并且由于负载于填料，分散性更好，相比于直接机械共混式添加具有更好的防老化效果。本发明为天然虾青素及其酯类的应用开辟了一个新的领域，也为防护橡胶复合材料的老化提供了新的材料和方法。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料的制备方法，尤其是涉及一种天然虾青素及其酯类负载于填料防护橡胶复合材料老化的方法。

背景技术

橡胶复合材料由于综合了橡胶的高弹性、良好的绝缘性及补强填充材料的高模量和可设计性强等优点，因而被广泛应用于工业、农业、建筑、交通、医药、生活等各个领域。然而相对于陶瓷材料和金属材料等其它传统材料，橡胶复合材料的性能在加工、贮存或者使用过程中，易受外部环境因素的影响和作用，出现性能逐渐变坏，甚至丧失使用价值，即橡胶老化。因而防护橡胶复合材料的老化具有重要的实际意义。

导致橡胶复合材料老化的主要因素可分为内在因素和外在因素两个方面。内在因素主要是橡胶属于一种有机高分子材料，其分子的化学键能、交联网络的键能和大分子间内聚能都比较低，容易受各种侵蚀、破坏而老化。外在因素可分为三类，一是物理因素，如光、热、电、高能辐射及机械应力等；二是化学因素，如氧、臭氧、强氧化剂、无机酸、碱、盐的水溶液以及变价金属离子等；三是生物因素，如微生物及蚂蚁等。橡胶的氧化和臭氧化反应对橡胶造成的破坏最为常见，也最严重。此外热、光、机械应力等因素往往还对氧化和臭氧化起到活化和/或催化作用。研究表明，橡胶复合材料在光、热和氧或共同作用下老化是一个自动催化过程，主要是按照自由基反应历程进行。

从橡胶制品实际使用情况看，老化是多种内外因素综合作用的结果。例如汽车轮胎在滚动过程中，一方面自始至终要与大气中的氧接触并发生反应，与此同时还发生周期性的应力应变，产生力学损耗进而生热，热又活化了氧化反应；另一方面，轮胎在室外使用不可避免地受到阳光照射、风吹和雨雪淋洗以及臭氧侵袭，会发生光氧老化和臭氧老化。除此之外，轮胎的胎冠部因与地面接触还会受到摩擦及沙砾等不可预见性尖锐物的刺扎和切割，这对上述老化反应又起了催化和促进作用。这些同时由多种外因引起的老化最终使轮胎丧失使用价值。

针对引起橡胶复合材料老化的主要因素和老化机理，在橡胶工业中很多方法被用来防护橡胶复合材料的老化现象。目前，改进橡胶复合材料抗老化性能的方法主要有化学法和物理法，化学法主要是通过改进共聚物的化学结构，引进含有稳定基团的结构，如采用含有抗氧剂的乙烯基基团进行共聚改性来提高橡胶复合材料的防老化性能；物理法则主要是通过加入各种提高耐老化性能的添加剂，如抗氧剂和光稳定剂等，或者在橡胶复合材料表面涂层等来改善橡胶复合材料的耐老化性能。其中加入抗氧剂和光稳定剂是橡胶复合材料中最通用、最方便和最经济的方法，然而这些传统的橡胶复合材料的防老剂往往具有一定的毒性、易迁移、易挥发和防护效能持续时间短、对环境具有较大的影响，特别是对于食品级的橡胶复合材料，因此寻求高效低毒的橡胶复合材料防老剂以及探索其使用方法一直是橡胶工业的重要问题。