CN105086020A - 一种可降解环保橡胶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解环保橡胶的制备方法，针对现有橡胶所存在的缺陷，由丁腈橡胶、天然橡胶、甘油、白炭黑、甘油酯类、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然植物纤维、线性低密度聚乙烯、表面活性剂、固化剂、耐磨剂、硫化促进剂等原料制备而成，本发明的可生物降解环保橡胶，不仅无毒无害、耐候性好，具有较好的稳定性、无环境污染，并且能够在超过使用寿命后能够迅速降解成环保安全物质，突破了传统合成橡胶的缺陷，环保价值显著，为当今社会应当广泛应用的橡胶材料，其制备方法简单易操作，工业化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成橡胶的制备，尤其是涉及一种可降解环保橡胶的制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎、垫圈等，遂成为重要经济作物。橡胶的种植主要集中在东南亚地区，如泰国、马来西亚、印度尼西亚。橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。
如今，数以百万计的废弃或破损聚合物材料需要找到地方进行掩埋处理。在这个过程中，聚合物会慢慢分解，并伴随着有毒物质的释放。正因为如此，我们注意到，对无污染聚合物的关注程度正在迅速升温，关注的重点是找到一种能在超过使用寿命后迅速分解成环保型安全物质的材料；对于当今社会的橡胶，要求也是如此，现在市面上能够在超过使用寿命后能够迅速降解成环保安全物质的环保型橡胶的制备值得开发研究。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的的问题，本发明提出了一种无毒无害，无环境污染，能够在超过使用寿命后能够迅速降解成环保安全物质的可降解环保橡胶的制备方法。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：一种可降解环保橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照以下组成准备好制备原料：丁腈橡胶20-30份、天然橡胶20-40份、甘油4-6份、白炭黑5-15份、甘油酯类8-12份、多硫聚合物5-9份、合成树脂2-4份、木质纤维粉12-15份、天然植物纤维6-15份、线性低密度聚乙烯3-6份、表面活性剂2-6份、固化剂5-12份、耐磨剂3-8份、硫化促进剂3-9份，其中硫化促进剂为DM、NS以及双氧水混合制成，其各物质质量添加比例依次为3:2:3；
(2)硫化促进剂的制备：将所需质量的促进剂DM、促进剂NS先混合均匀，搅拌的同时进行加热至70-90℃，加入双氧水保温60-80min后冷却至室温；
(3)将所需重量的丁腈橡胶、天然橡胶、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然织物纤维以及步骤(2)制备的硫化促进剂混合搅拌均匀后加热至100-120℃，再加入甘油脂类和多硫聚合物，搅拌均匀后继续加热至150℃，将混合物置于密闭式炼胶机，边搅拌边加入白炭黑和表面活性剂，得到成团混合物，开启炼胶机进行炼制，温度为220-250℃，炼制时间为30min-60min；
(4)将步骤(3)炼制完毕的成团混合物自然降温至50℃后，依次加入所需量的线性低密度聚乙烯和固化剂后均匀搅拌至混合物呈粘稠状，置于开放式炼胶机，加入耐磨剂继续边搅拌边加热至90℃后进行炼制，炼制温度为100℃，炼制时间为1-3h，冷却后得到所需可降解环保橡胶。
更进一步的，所述甘油酯类为三醋酸甘油酯。
更进一步的，所述多硫聚合物的聚合原料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜中的一种。
更进一步的，所述合成树脂为乙烯-乙酸乙烯酯树脂、聚酯树脂中的一种。
更进一步的，所述天然植物纤维取自玉米纤维、豆科植物纤维、禾科植物纤维中的一种。
更进一步的，所述表面活性剂为从植物中提取的表面活性剂。
更进一步的，所述固化剂为脂肪族胺类化合物。
更进一步的，所述耐磨剂中硅油含量不低于10％。
有益效果：本发明提供的一种可降解环保橡胶的制备方法，针对现有橡胶所存在的缺陷，由丁腈橡胶、天然橡胶、甘油、白炭黑、甘油酯类、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然植物纤维、线性低密度聚乙烯、表面活性剂、固化剂、耐磨剂、硫化促进剂等原料制备而成，本发明的可生物降解环保橡胶，不仅无毒无害、耐候性好，具有较好的稳定性、无环境污染，并且能够在超过使用寿命后能够迅速降解成环保安全物质，突破了传统合成橡胶的缺陷，环保价值显著，为当今社会应当广泛应用的橡胶材料，其制备方法简单易操作，工业化程度高。
具体实施方式
实施例1：
一种可降解环保橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照以下组成准备好制备原料：丁腈橡胶20份、天然橡胶20份、甘油4份、白炭黑5份、甘油酯类8份、多硫聚合物5份、合成树脂2份、木质纤维粉12份、天然植物纤维6份、线性低密度聚乙烯3份、表面活性剂2份、固化剂5份、耐磨剂3份、硫化促进剂3份，其中硫化促进剂为DM、NS以及双氧水混合制成，其各物质质量添加比例依次为3:2:3；
(2)硫化促进剂的制备：将所需质量的促进剂DM、促进剂NS先混合均匀，搅拌的同时进行加热至70℃，加入双氧水保温60min后冷却至室温；
(3)将所需重量的丁腈橡胶、天然橡胶、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然织物纤维以及步骤(2)制备的硫化促进剂混合搅拌均匀后加热至100℃，再加入甘油脂类和多硫聚合物，搅拌均匀后继续加热至150℃，将混合物置于密闭式炼胶机，边搅拌边加入白炭黑和表面活性剂，得到成团混合物，开启炼胶机进行炼制，温度为220℃，炼制时间为30min；
(4)将步骤(3)炼制完毕的成团混合物自然降温至50℃后，依次加入所需量的线性低密度聚乙烯和固化剂后均匀搅拌至混合物呈粘稠状，置于开放式炼胶机，加入耐磨剂继续边搅拌边加热至90℃后进行炼制，炼制温度为100℃，炼制时间为1h，冷却后得到所需可降解环保橡胶。
其中，所述甘油酯类为三醋酸甘油酯；所述多硫聚合物的聚合原料为聚丙烯、；所述合成树脂为乙烯-乙酸乙烯酯树脂；所述天然植物纤维取自玉米纤维、；所述表面活性剂为从植物中提取的表面活性剂；所述固化剂为脂肪族胺类化合物；所述耐磨剂中硅油含量不低于10％。
实施例2：
一种可降解环保橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照以下组成准备好制备原料：丁腈橡胶30份、天然橡胶40份、甘油6份、白炭黑15份、甘油酯类12份、多硫聚合物9份、合成树脂4份、木质纤维粉15份、天然植物纤维15份、线性低密度聚乙烯6份、表面活性剂6份、固化剂5-12份、耐磨剂8份、硫化促进剂9份，其中硫化促进剂为DM、NS以及双氧水混合制成，其各物质质量添加比例依次为3:2:3；
(2)硫化促进剂的制备：将所需质量的促进剂DM、促进剂NS先混合均匀，搅拌的同时进行加热至90℃，加入双氧水保温80min后冷却至室温；
(3)将所需重量的丁腈橡胶、天然橡胶、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然织物纤维以及步骤(2)制备的硫化促进剂混合搅拌均匀后加热至120℃，再加入甘油脂类和多硫聚合物，搅拌均匀后继续加热至150℃，将混合物置于密闭式炼胶机，边搅拌边加入白炭黑和表面活性剂，得到成团混合物，开启炼胶机进行炼制，温度为250℃，炼制时间为60min；
(4)将步骤(3)炼制完毕的成团混合物自然降温至50℃后，依次加入所需量的线性低密度聚乙烯和固化剂后均匀搅拌至混合物呈粘稠状，置于开放式炼胶机，加入耐磨剂继续边搅拌边加热至90℃后进行炼制，炼制温度为100℃，炼制时间为3h，冷却后得到所需可降解环保橡胶。
其中，所述甘油酯类为三醋酸甘油酯；所述多硫聚合物的聚合原料为聚偏氟乙烯；所述合成树脂为聚酯树脂；所述天然植物纤维取自豆科植物纤维；所述表面活性剂为从植物中提取的表面活性剂；所述固化剂为脂肪族胺类化合物；所述耐磨剂中硅油含量不低于10％。
实施例3：
一种可降解环保橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料准备：按照以下组成准备好制备原料：丁腈橡胶25份、天然橡胶30份、甘油5份、白炭黑10份、甘油酯类10份、多硫聚合物7份、合成树脂3份、木质纤维粉14份、天然植物纤维9份、线性低密度聚乙烯5份、表面活性剂4份、固化剂8份、耐磨剂6份、硫化促进剂6份，其中硫化促进剂为DM、NS以及双氧水混合制成，其各物质质量添加比例依次为3:2:3；
(2)硫化促进剂的制备：将所需质量的促进剂DM、促进剂NS先混合均匀，搅拌的同时进行加热至80℃，加入双氧水保温70min后冷却至室温；
(3)将所需重量的丁腈橡胶、天然橡胶、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然织物纤维以及步骤(2)制备的硫化促进剂混合搅拌均匀后加热至110℃，再加入甘油脂类和多硫聚合物，搅拌均匀后继续加热至150℃，将混合物置于密闭式炼胶机，边搅拌边加入白炭黑和表面活性剂，得到成团混合物，开启炼胶机进行炼制，温度为235℃，炼制时间为45min；
(4)将步骤(3)炼制完毕的成团混合物自然降温至50℃后，依次加入所需量的线性低密度聚乙烯和固化剂后均匀搅拌至混合物呈粘稠状，置于开放式炼胶机，加入耐磨剂继续边搅拌边加热至90℃后进行炼制，炼制温度为100℃，炼制时间为2h，冷却后得到所需可降解环保橡胶。
其中，所述甘油酯类为三醋酸甘油酯；所述多硫聚合物的聚合原料为聚砜；所述合成树脂为乙烯-乙酸乙烯酯树脂；所述天然植物纤维取自禾科植物纤维；所述表面活性剂为从植物中提取的表面活性剂；所述固化剂为脂肪族胺类化合物；所述耐磨剂中硅油含量不低于10％。
将按照上述实施例1-3的制备方法制备成可生物降解环保橡胶后依据GB对其各项性能标准进行测定，均符合国家标准。
使用上述实施例1-3的一种可降解环保橡胶的制备方法制备而成的橡胶，较传统橡胶，不仅无毒无害、耐候性好，具有较好的稳定性、无环境污染，并且能够在超过使用寿命后能够迅速降解成环保安全物质，突破了传统合成橡胶的缺陷，环保价值显著，为当今社会应当广泛应用的橡胶材料；且其制备方法简单易操作，工业化程度高。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原料准备：按照以下组成准备好制备原料：丁腈橡胶20-30份、天然橡胶20-40份、甘油4-6份、白炭黑5-15份、甘油酯类8-12份、多硫聚合物5-9份、合成树脂2-4份、木质纤维粉12-15份、天然植物纤维6-15份、线性低密度聚乙烯3-6份、表面活性剂2-6份、固化剂5-12份、耐磨剂3-8份、硫化促进剂3-9份，其中硫化促进剂为DM、NS以及双氧水混合制成，其各物质质量添加比例依次为3:2:3；
(2)硫化促进剂的制备：将所需质量的促进剂DM、促进剂NS先混合均匀，搅拌的同时进行加热至70-90℃，加入双氧水保温60-80min后冷却至室温；
(3)将所需重量的丁腈橡胶、天然橡胶、多硫聚合物、合成树脂、木质纤维粉、天然织物纤维以及步骤(2)制备的硫化促进剂混合搅拌均匀后加热至100-120℃，再加入甘油脂类和多硫聚合物，搅拌均匀后继续加热至150℃，将混合物置于密闭式炼胶机，边搅拌边加入白炭黑和表面活性剂，得到成团混合物，开启炼胶机进行炼制，温度为220-250℃，炼制时间为30min-60min；
(4)将步骤(3)炼制完毕的成团混合物自然降温至50℃后，依次加入所需量的线性低密度聚乙烯和固化剂后均匀搅拌至混合物呈粘稠状，置于开放式炼胶机，加入耐磨剂继续边搅拌边加热至90℃后进行炼制，炼制温度为100℃，炼制时间为1-3h，冷却后得到所需可降解环保橡胶。
2.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述甘油酯类为三醋酸甘油酯。
3.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述多硫聚合物的聚合原料为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜中的一种。
4.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述合成树脂为乙烯-乙酸乙烯酯树脂、聚酯树脂中的一种。
5.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述天然植物纤维取自玉米纤维、豆科植物纤维、禾科植物纤维中的一种。
6.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为从植物中提取的表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述固化剂为脂肪族胺类化合物。
8.根据权利要求1所述的可降解环保橡胶的制备方法，其特征在于：所述耐磨剂中硅油含量不低于10％。
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