[发明专利]一种木质素橡胶助剂及轮胎橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于橡胶助剂技术领域，尤其涉及一种木质素橡胶助剂及轮胎橡胶的制备方法。 

背景技术

橡胶是从植物中提取或是经过人工合成后，再加工制成的具有弹性、绝缘性、不透水和空气的高分子材料，橡胶材料广泛的应用于工业或生活各方面。但是橡胶材料不经过增强，往往难以获得较高的机械强度，加入橡胶补强助剂能显著的提高橡胶材料的物理机械性能。 

常用的橡胶补强助剂有炭黑、陶土等粉状材料以及树脂、木质素等高分子材料。随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视，因此，木质素作为橡胶补强助剂受到人们越来越多的关注。 

木质素是由聚合的芳香醇构成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。而且木质素分子中含有共轭双键、芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基和羧基等许多不同的活性官能团，同时还具有可再生、可降解、无毒、储量大等优点，因此在橡胶助剂行业中的应用日渐广泛。但是，由于木质素是一种无定形热塑性聚合物，玻璃化温度较高以及其具有的天然高分子的特性，在作为橡胶助剂时会影响硫化胶的综合性能，因此在工业规模化应用中一直存在局限性。 

现有技术中，公开了多种木质素及其改性衍生物作为橡胶助剂的应用，木质素经羟甲基化或羟甲基化后再与合成胶共沉改性后可替代炭黑作填充剂、替代有机硅树脂作交联剂、以及替代补强树脂作补强剂等。如CN1044477A中公开了一种木质素作为橡胶补强剂的方法，其首先在浓缩的造纸废液中加进甲醛制成木质素甲醛树脂，再按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、硫化促进剂、硫化活化剂，并与橡胶在一定温度下进行硫化。但是上述用木质素作为补强剂的方法，其所制备的橡胶不能增强橡胶的耐磨性，而且制备过程繁琐。 

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种木质素橡胶助剂的制备方法，本发明提供的木质素橡胶助剂可以增加橡胶的耐磨度，而且制备过程简单。 

本发明公开了一种木质素橡胶助剂的制备方法，包括以下步骤： 

A）将碱木质素与碱液混合后得到碱木质素溶液； 

B）将上述碱木质素溶液用耐碱材质的纳滤膜过滤后得到木质素橡胶助剂；所述木质素橡胶助剂的重均分子量为100～1000。 

优选的，所述碱木质素与碱液的质量比为（0.1～0.5）：1，所述碱液的质量浓度为0.5%～5%。 

优选的，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化铷溶液或氢氧化铯溶液。 

优选的，所述过滤时间为1～4小时，所述过滤的温度为50～80℃。 

优选的，所述步骤B）具体为: 

B1）将碱木质素溶液用耐碱材质的纳滤膜过滤后得到小分子木质素溶液； 

B2）将小分子木质素溶液经酸析或喷雾干燥后，得到木质素橡胶助剂。 

本发明公开了一种轮胎橡胶，其特征在于，包括橡胶、炭黑、橡胶助剂和木质素橡胶助剂； 

所述木质素橡胶助剂按以下方法制备： 

A）将碱木质素与碱液混合后得到碱木质素溶液； 

B）将上述碱木质素溶液用耐碱材质的纳滤膜过滤后得到木质素橡胶助剂；所述木质素橡胶助剂的重均分子量为100～1000； 

所述橡胶、炭黑和木质素橡胶助剂的质量比为100：（35～55）：（1～5）。 

优选的，所述炭黑为炭黑N234。 

优选的，所述橡胶助剂为橡胶填充油、橡胶乳化剂、橡胶活性剂、橡胶防老剂、橡胶促进剂和橡胶固化剂。 

优选的，所述橡胶填充油为环烷油；所述橡胶乳化剂为硬脂酸；所述橡胶活性剂为氧化锌； 

所述环烷油与橡胶的质量比为（1.5～2.5）：100；所述硬脂酸与橡胶的质 量比为（2.5～3.5）：100；所述氧化锌与橡胶的质量比为（4.5～5.5）：100。 

优选的，所述橡胶防老剂为微晶蜡、防老剂RD和防老剂4030；所述橡胶促进剂为促进剂CZ；所述橡胶固化剂为硫磺； 

所述微晶蜡与橡胶的质量比为（0.5～1.5）：100；所述防老剂RD与橡胶的质量比为（1.5～2.5）：100；所述防老剂4030与橡胶的质量比为（1.0～2.0）：100；所述促进剂CZ与橡胶的质量比为（0.5～1.5）：100；；所述硫磺与橡胶的质量比为（0.5～1.5）：100。