一种稻壳灰改性丁苯橡胶的制备方法技术

本发明专利技术提供一种稻壳灰与丁苯胶乳接枝制备改性丁苯橡胶的方法，通过在聚合过程中加入稻壳灰，将稻壳灰接枝到丁苯胶乳上，使复合体系中纳米链与聚合物链达到交错缠绕，得到改性丁苯橡胶，该方法使稻壳灰能够很好的均匀分散，具有很好的改性效果。

【技术实现步骤摘要】
一种稻壳灰改性丁苯橡胶的制备方法
本专利技术涉及合成橡胶的制备方法，特别是涉及到一种改性丁苯橡胶的制备方法。
技术介绍
丁苯橡胶（SBR）是最大的通用合成橡胶品种，具有优异的物理机械性能和良好的加工性能，是天然橡胶的最好代用品种之一，广泛应用于生产轮胎、鞋类、汽车零部件、胶管、胶带等各种橡胶制品。随着人们对SBR性能的要求越来越高，对其改性是研发的热点之一。水稻生产与加工过程中会产生大量的稻草和稻壳等废弃物，除少部分燃烧发电外，大部分在野外燃烧后弃置于农田，既浪费资源，也污染环境。由于稻壳灰（RHA）富含大量的二氧化硅(质量分数为55%～97%，粒径分布为50～100nm)，并且随着烧制工艺的改进，可在二氧化硅表面形成大量的羟基等活性基团，具有显著的补强效果，是制备天然橡胶基复合材料的理想原料。采用稻壳灰制备天然橡胶基复合材料，不仅能为橡胶工业提供一种廉价而丰富的资源，并显著提高橡胶基体的力学性能，而且能降低污染，增加农民收入。因此，开展稻壳灰/天然橡胶复合材料的研究，对橡胶工业的发展和农副产品的综合利用都具有非常重要的意义。CN200810239410.6一种稻壳灰-天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于去离子水中加入1～10份稻壳灰浸泡1天，然后加入2～5份偶联剂和0.3～0.5份阴离子表面活性剂，超声分散30分钟，随后加入1～10份乳状的环氧化天然橡胶，继续采用超声分散30分钟，制备稻壳灰分散体；同时采用0.3～0.5份非离子表面活性剂对100份乳状天然橡胶进行稳定，在不断搅拌条件下将上述的稻壳灰分散体均匀地混合到稳定的乳状天然橡胶中，得到胶乳状态的稻壳灰-天然橡胶复合材料；将该复合材料进一步通过凝固、压片、洗涤、干燥等根据中国橡胶常规加工工艺，得到干胶状态的稻壳灰-天然橡胶复合材料。CN201110114451.4一种橡胶补强剂的制备方法，其主要是将干燥的稻壳燃烧细化，然后按一定比例和硅烷偶联剂混合加入高温混合机进行表面活性处理得到产品，本专利技术代替了丁基内胎生产中的炭黑的使用，减少了石化资源饿使用，也降低了环境危害性，做到了节能环保，是环境友好型的新材料；大大改善内胎的拉伸性，既提高强度又减少透气性的效果，降低滚动阻力，改善抗湿滑性能，延长内胎使用性命，适用于制造绿色轮胎。CN201110117298.0一种橡胶活性剂的制备方法，其主要是将干燥的稻壳燃烧细化，然后按一定比例与煅烧后的高岭土、硅烷偶联剂混合加入高温混合机进行表面活性处理得到产品，本专利技术代替了丁基内胎生产中的氧化锌的使用，减少了石化资源饿使用，也降低了环境危害性，做到了节能环保，是环境友好型的新材料；它既加快硫化速度，又能提高硫化程度，它可以用作补强剂和着色剂。CN201210056893.2提供一种超疏水性纳米白炭黑膜及白炭黑粉末的制备方法，其特征在于采用以下步骤：采用自蔓延燃烧法制备纳米稻壳灰；将稻壳灰以每10mlNaOH溶液加入1g的量溶入浓度为1M的NaOH溶液中煮沸，冷却后将沉淀的杂质除去，用HCl将溶液pH值调到3得到硅钠溶液；采用改进的溶胶-凝胶法制备超疏水性纳米白炭黑膜和白炭黑粉末，其中所添加的改性剂是羟基硅油或六甲基二硅氮烷。国外有关于稻壳灰对NR硫化胶物理性能的影响，Sae-ouiP等将RHA-LC和RHA-HC直接填充于NR胶料中，并与滑石粉、陶土、白炭黑和炭黑进行比较，发现各项物理性能均与惰性填料相当[Sae-ouiP,RakdeeC,ThanmathornP.Useofricehuskashasfillerinnaturalrubberindustry[J].JournalofAppliedPolymerScience,2002,83(11):2485-2493]。DaCostaHM等通过研磨过的稻壳灰填充NR，在填充量为20份时，硫化胶的物理性能最好，但除了耐磨性外，其他性能均比炭黑差，为了提高的稻壳灰填充NR硫化胶的物理性能，他们又采用双-（γ-三乙氧基硅烷丙基）-四硫化物（偶联剂Si69）改善硫化胶的物理性能[DaCostaHM,VisconteLY,NunesRCR,etal.Theeffectofcouplingagentandchemicaltreatmentonricehuskash-fillednaturalrubbervulcanizates:incomparisonwithothercommercialfiller[J].JournalofAppliedPolymerScience,2000,76(7):1019-1027;DaCostaHM,VisconteLY,NunesRCR,etal.Mechanicalanddynamicmechanicalpropertiesofricehuskash-fillednaturalrubbercompounds[J].2002,83(1):2332-2346]。IsmailH等采用多功能添加剂MFA(一种羧酸二铵盐)、偶联剂Si69和MFA/Si69并用改性稻壳灰填充NR，结果表明他们均能改善胶料的性能，特别是当填充量为10份时，NR性能最佳[IsmailH,NasaruddinMN,IshiakuUS.Whitericehuskashfillednaturalrubbercompounds:Theeffectofmultifunctionaladditiveandsilanecouplingagents[J].PolymerTesting,1999,18(4):287-298]。国内外的报道为改善天然橡胶或合成橡胶的性能，而在加工过程中添加稻壳灰或者直接与胶乳机械共混，稻壳灰易团聚，分散不均匀，改善橡胶性能不佳，而且易漂浮，形成粉尘，给操作人员的健康带来威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稻壳灰与丁苯胶乳接枝制备改性丁苯橡胶的方法，在聚合过程中加入稻壳灰，使稻壳灰与胶乳共聚，方法简单，而且稻壳灰能够很好的均匀分散，具有很好的改性效果。本专利技术提供的改性丁苯橡胶的制备方法为：在聚合釜中加入100质量份丁苯胶乳，加入水、乳化剂和分子量调节剂，用氮气置换后，加入稻壳灰，搅拌加热，待聚合釜温度达到30～60℃时加入引发剂，在30～60℃聚合温度下反应5～8小时，加入终止剂，制得接枝胶乳；取接枝胶乳加入凝聚釜，加入水，搅拌加热，在20～80℃下加入凝聚剂进行凝聚反应，然后熟化、洗涤、脱水、干燥得到改性丁苯橡胶。本专利技术接枝胶乳制备过程中还可以加入防老剂。防老剂加入量为0.3～0.6份，优选0.3～0.4份。分子量调节剂加入量为5～15份，优选为7～12份。本专利技术中未作特别说明的“份”均是指质量份。本专利技术中防老剂、分子量调节剂、乳化剂、引发剂、终止剂的加入量均以丁苯胶乳100质量份为基准。本专利技术所述的防老剂、分子量调节剂、乳化剂、引发剂、终止剂均为本领域通用助剂，均可以采用本领域常用的种类；其加入量也是本领域技术人员公知的依据胶乳接枝反应所需的常规用量，即达到市售工业品的浓度范围的试剂在本专利技术中均可采用，因此，本专利技术不做特殊限定。如所述的防老剂可以选自N-辛基-N’-苯基-ρ-对苯二胺、苯乙烯化苯酚等，优选苯乙烯化苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性丁苯橡胶的制备方法，其特征在于在聚合釜中加入100质量份丁苯胶乳，加入水、乳化剂和分子量调节剂，用氮气置换后，加入稻壳灰，搅拌加热，待聚合釜温度达到30～60℃时加入引发剂，在30～60℃聚合温度下反应5～8小时，加入终止剂，制得接枝胶乳；将接枝胶乳加入凝聚釜，加入水，搅拌加热，在20～80℃下加入凝聚剂进行凝聚反应，然后熟化、洗涤、脱水、干燥得到改性丁苯橡胶。

【技术特征摘要】
1.一种改性丁苯橡胶的制备方法，其特征在于在聚合釜中加入100质量份丁苯胶乳，加入水、乳化剂和分子量调节剂，用氮气置换后，加入稻壳灰，搅拌加热，待聚合釜温度达到30～60℃时加入引发剂，在30～60℃聚合温度下反应5～8小时，加入终止剂，制得接枝胶乳；将接枝胶乳加入凝聚釜，加入水，搅拌加热，在20～80℃下加入凝聚剂进行凝聚反应，然后熟化、洗涤、脱水、干燥得到改性丁苯橡胶；所述的稻壳灰的制备方法为：将稻壳经水洗干燥后，置于瓷坩埚内，放入马弗炉内，设置马弗炉温度500～700℃，关闭炉门，当温度升至设定温度时，保温20～40min后取出即可得到未完全燃烧的稻壳灰即炭化稻壳；然后采用250目筛网对稻壳灰进行分级处理，得到粒径大小为50～100nm的稻壳灰。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为硫酸盐类或磺酸盐类。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述的乳化剂用量为2～10份。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的引发剂为偶氮氨基化合物或过硫酸盐。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的引发剂为偶氮氨基酸钠。6.如权利要求1、4或5所述的制备方法，其特征在于所述的引发剂用量为0.2～1.0份。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于丁苯胶乳与稻壳灰接枝反应过程中加入防老剂。8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的防老剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏绪玲，龚光碧，赵玉中，付含琦，梁滔，张华强，郑聚成，李晶，陈建刚，丛日新，郑红兵，武爱军，徐典宏，马朋高，艾纯金，朱晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11