[发明专利]一种生物基抗氧剂改性橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶材料技术领域，提供了一种生物基抗氧剂改性橡胶及其制备方法。该改性橡胶的组分按质量份计包括：橡胶40～100份、补强填充剂5～100份、生物基抗氧剂0.5～5份、增塑剂0.8～2份、活性剂1.6～4份、促进剂0.4～1份、硫化剂0.8～2份，其中抗氧剂由天然酚酸抗氧剂改性得到，分子结构中含有可反应的双键，硫化时抗氧剂中的双键参与橡胶交联键的形成，进而以化学键的方式将抗氧剂固定于橡胶分子链间，以达到抗析出的目的。本发明利用绿色、高效、抗析出的抗氧剂与补强填充剂、增塑剂、活性剂、促进剂和硫化剂配合使用，得到了具有良好的热氧稳定性能、长期高效的抗氧化性能和良好的耐溶剂抽提性能的改性橡胶。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种生物基抗氧剂改性橡胶及其制备方法。

背景技术

橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。高抗氧化性能的橡胶具有优良的耐候性、更长的使用寿命和更高的使用价值。抗氧剂是一类能够有效降低橡胶自氧化反应速度、延缓橡胶材料老化的助剂，是橡胶制品中必不可少的添加剂。目前常用的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂和硫代酯类抗氧剂等，但是，这些抗氧剂加入橡胶中后，在使用过程中会出现抗氧剂不断向橡胶材料表面迁移的现象，当橡胶材料和溶剂接触时，会发生抗氧剂被溶剂抽提出来的现象，这种析出的现象造成了抗氧剂的物理损耗，极大地减弱了抗氧剂对橡胶的保护作用，造成橡胶材料抗氧性能的降低，并且由于抗氧剂本身具有一定毒性，还会对人体健康或生态环境造成威胁。

目前，针对橡胶材料中抗氧剂析出的问题常用的解决办法有：将抗氧剂负载于纳米填料上、合成大分子抗氧剂或制备大空间结构抗氧剂。这些方法都能一定程度地减缓抗氧剂的析出，但是它们的制备工艺复杂，合成条件要求高，合成的大分子或大空间结构抗氧剂具有一定的毒性，不利于环境保护和可持续发展，并且利用这些抗氧剂制备的橡胶材料的抗氧化性仍然有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生物基抗氧剂改性橡胶及其制备方法。本发明提供的改性橡胶中使用的抗氧剂由天然酚酸抗氧剂改性得到，环保无污染，具有绿色环保、高效和抗析出等特点，利用其改性所得橡胶的抗氧化性优异，热稳定性良好，抗氧剂不易析出，耐溶剂抽提性能良好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种生物基抗氧剂改性橡胶，包括以下重量份数的组分：橡胶40～100份，补强填充剂5～100份，生物基抗氧剂0.5～5份，增塑剂0.8～2份，活性剂1.6～4份，促进剂0.4～1份，硫化剂0.8～2份；

所述生物基抗氧剂具有式I所示结构：

式I中：R₁为H、-OH、-OCH₃，R₂为H、-OCH₃。

优选的，所述生物基抗氧剂具有式I-1～式I-4所示结构中的一种：

优选的，所述橡胶包括天然橡胶、苯乙烯与丁二烯共聚物和聚丁二烯橡胶中的一种或几种。

优选的，所述补强填充剂包括炭黑、白烟、陶土和活性钙中的一种或几种。

优选的，所述增塑剂包括石油系增塑剂、煤焦油系增塑剂、松焦系增塑剂、脂肪油系增塑剂和酯类增塑剂中的一种或几种。

优选的，所述活性剂包括氧化锌、硬脂酸锌和氧化镁中的一种或几种。

优选的，所述促进剂包括二硫代氨基甲酸盐类促进剂、磺酸盐类促进剂、秋兰姆类促进剂、噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、胍类促进剂、硫脲类促进剂和醛胺类促进剂中的一种或几种。