一种腰果酚在橡胶中的应用方法技术

本发明专利技术涉及橡胶添加剂技术领域，公开了一种腰果酚在橡胶上的应用方法。采用硼酸与1

【技术实现步骤摘要】
一种腰果酚在橡胶中的应用方法


[0001]本专利技术涉及橡胶添加剂
，具体涉及一种腰果酚在橡胶中的应用方法。

技术介绍

[0002]腰果酚(Cardanol)作为一种价廉的生物质资源，来源于热带腰果树坚果中的腰果壳液，其含多种生物酚，主要包括强心酚、腰果酚、腰果酸和2
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甲基强心酚。腰果酚具有低毒性和易生物降解性的特点。腰果酚是一种生物质资源，它来源广泛，成本较低，并且由于它是从植物中提取的物质，因此无论在绿色环保方面，还是在经济效益方面都能满足可持续发展的战略要求。腰果酚以其特殊的化学结构还具有以下特点：1、含苯环结构，具有耐高温性能；2、极性的羟基可提供体系对接触面的润湿和活性；3、间位含不饱和双键的碳15直链，能提供体系良好的韧性，优异的憎水性和低渗透性和自干性。因此常常被用作酚醛树脂的改性剂，近年来也在橡胶胶料中作为添加剂有所应用。
[0003]现有技术中在橡胶胶料混炼过程中直接加入腰果酚及其衍生物虽然可赋予胶料许多优异性能，但也存在一些缺陷，如混炼过程中添加剂的前处理、硫化时间、混炼时间以及添加剂在胶料中的稳定性等对橡胶产品的使用寿命和性能有不利影响。
[0004]因此，根据橡胶混炼的理化过程和橡胶分子链的的结构特点，进一步改进腰果酚分子结构和功能基团，提高其稳定性和与橡胶基体的相容性，设计一种橡胶产品用的改性腰果酚化合物具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于橡胶增容改性的改性腰果酚化合物，可改善橡胶制品的理化性能。
[0006]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0007]S1、在三口烧瓶内加入硼酸、100mL的有机溶剂及60g无水硫酸镁，在温度为50～100℃的油浴锅中搅拌分散后，加入1
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硫代甘油后，保持温度不变，进行反应，反应时间为10～24h。反应结束后进行过滤，收集滤液，并将其加热除去有机溶剂后，得到中间产物。
[0008]S2、腰果酚化合物的合成：将S1得到的中间产物加入到三口瓶中，加入腰果酚，并加入质量百分比浓度为10％NaOH溶液作为催化剂，设置油浴温度为80～130℃，在此条件下反应1～5h，后进行减压蒸馏除去体系内的小分子副产物，得到改性腰果酚化合物。
[0009]S3、改性腰果酚在橡胶上的应用：将S2得到腰果酚化合物添加到橡胶中进行混炼。其中橡胶为100重量份；填料为60～100重量份；腰果酚化合物为2～10重量份；硅烷偶联剂Si
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69为0～8重量份；其他助剂包括硫磺、硬脂酸、氧化锌、硫化促进剂、防老剂共计24.55重量份；将上述原料进行混炼、薄通、硫化成型，即可得到橡胶复合材料试样。
[0010]进一步地，如S1所述硼酸与1
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硫代甘油的质量比为1：1.4～1.8；
[0011]进一步地，如S1所述有机溶剂为四氢呋喃、丙酮、四氯化碳、苯、甲苯、吡啶中的一种；
[0012]进一步地，如S2所述中间产物与腰果酚的质量比为1：2.2～2.8；
[0013]进一步地，如S2所述催化剂用量为腰果酚的1％～10％。
[0014]进一步地，如S3所述的橡胶为NR、SBR、BR、IR、CR、IIR、NBR、EPDM中的一种或多种组合；
[0015]进一步地，如S3所述的橡胶填料为炭黑、白炭黑、碳酸钙、纤维中的一种或多种组合。
[0016]本专利技术的有益技术效果：
[0017]本专利技术通过对腰果酚的分子设计改性，使得改性腰果酚化合物分子结构中不仅含有带有单烯、双烯、三烯的柔性C15长链，在橡胶混炼过程中可以起到增塑的效果；而且改性腰果酚化合物分子结构中还含有巯基，在硫化阶段其巯基可以替代一部分硫化剂促进橡胶分子发生硫化交联；同时，改性腰果酚化合物还可以对白炭黑进行表面有机化改性，提供白炭黑在橡胶中的分散性。因此，本专利技术从多方面提高橡胶分子与白炭黑填料、橡胶分子与橡胶分子之间的结合力。
具体实施方式
[0018]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0019]实施例一
[0020]S1、含硫硼酸酯的合成：在三口烧瓶内加入11.42g的硼酸、100g无水甲苯及60g的无水硫酸镁，在70℃的油浴锅中搅拌分散后，加入20.0g的1
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硫代甘油后，保持温度不变，进行反应，反应时间为12h。反应结束后进行过滤，收集滤液，并将其加热除去有机溶剂后，得到中间产物。
[0021]S2、改性腰果酚化合物的合成：将S1得到的中间产物加入到三口瓶中，并加入51.0g的腰果酚，加入2.2g的10％氢氧化钠溶液，设置油浴温度为90℃，在此条件下反应4h，后进行减压蒸馏除去体系内的小分子副产物，得到改性腰果酚化合物。
[0022]S3、在橡胶混料配方上的混炼应用：将SSBR2636 96.25重量份、BR9000 30.00重量份、沉淀白炭黑80重量份、改性腰果酚化合物10重量份、其他助剂(氧化锌3重量份、硬脂酸2重量份、TDAE 11.25重量份、6PPD 1.5重量份、蜡1重量份、DPG 2重量份、CBS 1.5重量份、TBzTD 0.2重量份、硫磺2.1重量份)共计24.55重量份，将上述原料进行混炼、薄通、硫化成型，即可得到橡胶复合材料试样。
[0023]实施例二：
[0024]S1、含硫硼酸酯的合成：在三口烧瓶内加入13.71g的硼酸、100g无水甲苯及60g的无水硫酸镁，在70℃的油浴锅中搅拌分散后，加入20.0g的1
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硫代甘油后，保持温度不变，进行反应，反应时间为12h。反应结束后进行过滤，收集滤液，并将其加热除去有机溶剂后，得到中间产物。
[0025]S2、改性腰果酚化合物的合成：将S1得到的中间产物加入到三口瓶中，并加入51.0g的腰果酚，加入2.2g的10％氢氧化钠溶液，设置油浴温度为90℃，在此条件下反应4h，
后进行减压蒸馏除去体系内的小分子副产物，得到改性腰果酚化合物。
[0026]S3、在橡胶混料配方上的混炼应用：将SSBR2636 96.25重量份、BR9000 30.00重量份、沉淀白炭黑80重量份、改性腰果酚化合物10重量份、其他助剂(氧化锌3重量份、硬脂酸2重量份、TDAE 11.25重量份、6PPD 1.5重量份、蜡1重量份、DPG 2重量份、CBS 1.5重量份、TBzTD 0.2重量份、硫磺2.1重量份)共计24.55重量份，将上述原料进行混炼、薄通、硫化成型，即可得到橡胶复合材料试样。
[0027]实施例三：
[0028]S1、含硫硼酸酯的合成：在三口烧瓶内加入13.71g的硼酸、100g无水甲苯及60g的无水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腰果酚在橡胶中的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、含硫硼酸酯的合成：在三口烧瓶内加入硼酸、100mL的有机溶剂及60g无水硫酸镁，在温度为50～100℃的油浴锅中搅拌分散后，加入1
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硫代甘油后，保持温度不变，进行反应，反应时间为10～24h。反应结束后进行过滤，收集滤液，并将其加热除去有机溶剂后，得到中间产物；S2、腰果酚化合物的合成：将S1得到的中间产物加入到三口瓶中，加入腰果酚，并加入质量百分比浓度为10％NaOH溶液作为催化剂，设置油浴温度为80～130℃，在此条件下反应1～5h，后进行减压蒸馏除去体系内的小分子副产物，得到改性腰果酚化合物；S3、改性腰果酚在橡胶上的应用：将S2得到腰果酚化合物添加到橡胶中进行混炼。其中橡胶为100重量份；填料为60～100重量份；腰果酚化合物为2～10重量份；硅烷偶联剂Si
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69为0～8重量份；其他助剂包括硫磺、硬脂酸、氧化锌、硫化促进剂、防老剂共计24.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓峰，陈登龙，白欣，武智鹏，吴婷婷，孙宇鹏，
申请(专利权)人：福建师范大学泉港石化研究院，
类型：发明
国别省市：