CN109734826A - 一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，涉及一种橡胶的制备方法，本发明是以生物质腰果酚为主要原料，在氢过氧化枯烯的作用下与氢化丁腈橡胶发生接枝反应，使得腰果酚与氢化丁腈橡胶实现化学键合，实现内增塑的目的。本发明公开的方法减少了对石油基原料的使用，优点在于：腰果酚原料充足，化学反应过程简单，产品的增塑效果明显，热稳定性优良，增塑剂接近于零迁移，因此是一种符合绿色环保的循环经济理念的新产品，市场前景极为广阔。

Description

一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶的制备方法，特别是涉及一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法。

背景技术

氢化丁腈橡胶（HNBR）是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能（对燃料油、润滑油、芳香系溶剂耐抗性良好）；并且 由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能（对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一。

但是氢化丁腈的低温性能和弹性较差，为了改善这些性能，通常需要在该橡胶中外加增塑剂来提高其低温性能。传统的橡胶增塑剂主要分为石蜡基、环烷基和芳香基三类，上述增塑剂是目前使用效果较好也较为广泛的增塑剂，尤其是芳香基类中的邻苯二甲酸酯类增塑剂是主要的增塑剂类型。但是，随着环保、健康问题日益受到人们的重视，邻苯二甲酸酯类橡胶增塑剂的使用被受到严格的限制，人们开始使用一些环保型增塑剂来代替邻苯二甲酸酯类增塑剂。现阶段的环保型增塑剂主要有生物降解型、环氧化类、聚酯类、甘油衍生物和高分子增塑剂等。橡胶增塑的方法主要有两种，即物理法和化学法。物理法就是将一些带有柔性基团化合物或具有柔性的高分子化合物与橡胶共混来起到对橡胶的增塑作用。因为物理法增塑较为简单，也是目前工业上常采用的增塑方法，但物理增塑法加入的增塑剂容易挥发和迁移，不但会降低橡胶的使用性能，还可能会影响使用者的健康。化学法主要是在橡胶合成过程中加入一些可增加橡胶长链柔性的官能团或结构单元而起到内增塑的作用，通过化学法增塑的优点在于不但可以满足所需的增塑效果，还可以很好的抑制增塑剂的挥发或迁出。

腰果酚是腰果壳油的主要成分是腰果油的副产品，易于提取、资源丰富、价格低廉与大多数橡胶具有很好的相容性，因其化学结构中在二苯酚的间位都有一个15个碳的不饱和碳氢取代链，因此既具有酚类化合物的特征 , 又有脂肪族化合物的柔性 , 因此常常被用作酚醛树脂的改性剂, 但作为橡胶增塑剂还没有引起人们过多的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，本发明是以生物质腰果酚为主要原料，在氢过氧化枯烯的作用下与氢化丁腈橡胶发生接枝反应，使得腰果酚与氢化丁腈橡胶实现化学键合，实现内增塑的目的。本发明减少了对石油基原料的使用，优点在于：腰果酚原料充足，化学反应过程简单，产品的增塑效果明显，热稳定性优良，增塑剂接近于零迁移。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，所述方法包括以下制备过程：

首先将氢化丁腈橡胶溶于溶剂中形成溶液，然后将碱液和乳化剂先后加入到腰果酚中，制成乳液；之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯，通氮排氧20分钟后，加入与引发剂等摩尔量有机胺特定温度下继续反应；反应结束后，对产物进行破乳处理，并用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重，反应过程如下：

。

所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，所述氢化丁腈溶剂为丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种的混合物，优选二甲苯。

所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，所述乳化剂为阴离子乳化剂，如羧酸盐型乳化剂，硬脂酸钠，磺酸盐型乳化剂，硫酸酯盐等，优选十二烷基苯磺酸钠。

所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，所述碱液为氢氧化钾（钠），氨水，碳酸钾（钠）等碱性物质，优选氢氧化钠。

所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，所述有机胺为脂肪胺类，酰胺类，脂环胺类，芳香胺类等，优选脂环胺类的，如二乙烯三胺。

本发明的优点与效果是：

本发明是以生物质腰果酚为主要原料，在氢过氧化枯烯的作用下与氢化丁腈橡胶发生接枝反应，使得腰果酚与氢化丁腈橡胶实现化学键合，实现内增塑的目的。本发明公开的方法减少了对石油基原料的使用，优点在于：腰果酚原料充足，化学反应过程简单，产品的增塑效果明显，热稳定性优良，增塑剂接近于零迁移，因此是一种符合绿色环保的循环经济理念的新产品，市场前景极为广阔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

本发明是通过化学法将天然环保的生物质资源腰果酚以共价键的方式连接到氢化丁腈橡胶的长链上去作为氢化丁腈橡胶的内增塑剂使用。

为实现上述技术内容，主要是通过以下工艺过程实现的：

首先将氢化丁腈橡胶溶于溶剂中形成溶液，然后将碱液和乳化剂先后加入到腰果酚中，制成乳液。之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯，通氮排氧20分钟后，加入与引发剂等摩尔量有机胺特定温度下继续反应。反应结束后，对产物进行破乳处理，并用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重。

实例1：

10份氢化丁腈橡胶加入到20份的乙酸乙酯中配成均一溶液，然后将0.5份的5%的氢氧化钾水溶液和0.02份的十二烷基苯磺酸钠加入5份的腰果酚中，强力搅拌形成乳液。之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯0.001份，通氮排氧20分钟后，加入与氢过氧化枯烯0.001份等摩尔量二乙烯三胺在55℃下继续反应。反应结束后，用浓盐水对产物进行洗涤处理，然后再用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重。

实例2：

22份氢化丁腈橡胶加入到50份的乙酸乙酯中配成均一溶液，然后将0.7份的10%的氨水和0.05份的十二烷基硫酸钠加入9份的腰果酚中，强力搅拌形成乳液。之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯0.005份，通氮排氧20分钟后，加入与氢过氧化枯烯0.005份等摩尔量三乙醇胺在55℃下继续反应。反应结束后，用浓盐水对产物进行洗涤处理，然后再用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重。

实例3：

17份氢化丁腈橡胶加入到32份的乙酸乙酯中配成均一溶液，然后将0.4份的8%的碳酸钠和0.015份的烷基糖苷加入10份的腰果酚中，强力搅拌形成乳液。之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯0.002份，通氮排氧20分钟后，加入与氢过氧化枯烯0.002份等摩尔量乙二胺在55℃下继续反应。反应结束后，用浓盐水对产物进行洗涤处理，然后再用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重。

Claims (5)

1.一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：

首先将氢化丁腈橡胶溶于溶剂中形成溶液，然后将碱液和乳化剂先后加入到腰果酚中，制成乳液；之后将上述溶液在强力搅拌条件下滴加到乳液中，滴加结束后加入引发剂氢过氧化枯烯，通氮排氧20分钟后，加入与引发剂等摩尔量有机胺特定温度下继续反应；反应结束后，对产物进行破乳处理，并用蒸馏水洗涤数次，干燥至恒重，反应过程如下：

。

2.根据权利要求1所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，其特征在于，所述氢化丁腈溶剂为丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种的混合物，优选二甲苯。

3.根据权利要求1所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为阴离子乳化剂，如羧酸盐型乳化剂，硬脂酸钠，磺酸盐型乳化剂，硫酸酯盐等，优选十二烷基苯磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钾（钠），氨水，碳酸钾（钠）等碱性物质，优选氢氧化钠。

5.根据权利要求1所述的一种生物质腰果酚内增塑氢化丁腈橡胶的制备方法，其特征在于，所述有机胺为脂肪胺类，酰胺类，脂环胺类，芳香胺类等，优选脂环胺类的，如二乙烯三胺。