[发明专利]一种ESBR/SiO2

说明书

本发明涉及一种ESBR/SiOsubgt;2/subgt;@EVMG复合材料的制备方法，通过原位生成的白炭黑先被多巴胺进行表面修饰，然后乙烯‑醋酸乙烯酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯(EVMG)分子链上的环氧基团与PDA(聚多巴胺)包覆层上的氨基和邻苯二酚基团发生开环反应，制备填料SiOsubgt;2/subgt;@EVMG有机杂化填料。使用气体诱导辅助喷射破乳设备将ESBR与SiOsubgt;2/subgt;@EVMG的混合物喷射到热板上完成絮凝得到母胶，经过烘干、密炼、开炼、硫化之后得到ESBR/SiOsubgt;2/subgt;@EVMG复合材料。SiOsubgt;2/subgt;@EVMG具有优异的分散性以及与橡胶基体的相容性，橡胶复合材料的力学性能和抗湿滑性能提高，滚动阻力降低。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料生产技术领域，尤其涉及一种ESBR/SiO₂@EVMG复合材料的制备方法。

背景技术

白炭黑/橡胶复合材料具备较低的滚动阻力和优秀的抗湿滑性能，成为制备“绿色轮胎”的理想材料。但是，白炭黑表面含有大量的羟基，所以它容易团聚，在材料中分散不均，影响材料的性能。

硅烷偶联剂是一种常用的白炭黑改性剂。硅烷偶联剂属于小分子改性剂，分子量较小，所以它对白炭黑的改性面积较小且与基体分子链的结合力也较弱。并且，在改性的过程中会产生挥发性有机物(VOCs)，对环境和人体造成一定危害，具有一定的安全隐患。

除硅烷偶联剂等小分子改性剂外，也可以将聚合物作为大分子改性剂对白炭黑进行改性。目前仅涉及通过多巴胺(PDA)改性白炭黑，但仅通过这一方式也难以满足所需复合材料需要满足具有较好的动态力学性能和耐磨性能的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种无污染，填料分散性好，填料与橡胶基体界面相互作用好的ESBR/SiO₂@EVMG复合材料的制备方法。这种改性方法可以构建与硅烷偶联剂改性不同的有机化学结构，且不产生VOCs气体。大分子改性剂分子量较大，分子链上的多个官能团可以同时与白炭黑反应，在白炭黑表面呈拱桥状。因此包覆层也较厚，空间稳定性更强。因为与橡胶基体的界面相容性较好，并且白炭黑的分散性得到改善，所以复合材料具有较好的动态力学性能和耐磨性能。

本发明的技术方案是：

一种ESBR/SiO₂@EVMG复合材料的制备方法，包括：

形成聚多巴胺层步骤，多巴胺在原位生成的白炭黑表面自聚合形成聚多巴胺层；

EVMG接枝到白炭黑的表面步骤，EVMG分子链上的环氧基团与聚多巴胺层上的氨基和邻苯二酚基团发生开环反应，EVMG通过共价键接枝到白炭黑的表面，制备得到SiO₂@EVMG有机杂化填料。

进一步地，所述形成聚多巴胺层步骤具体为：

获得白炭黑纳米颗粒步骤，向乙醇和去离子水的混合液中加入硅酸乙酯和氨水，在40℃-60℃温度充分搅拌，用水反复离心洗涤得到白炭黑纳米颗粒；

制备多巴胺溶液步骤，将多巴胺溶解在三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液中，制备多巴胺溶液；以及

制备多巴胺改性的白炭黑步骤，将白炭黑纳米颗粒悬浮在多巴胺溶液中充分搅拌，离心烘干之后得到多巴胺改性的白炭黑。

进一步地，在所述获得白炭黑纳米颗粒步骤中，在50℃下搅拌6-8h。

进一步地，在所述制备多巴胺溶液步骤中，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液的pH＝8.5。

进一步地，在所述制备多巴胺改性的白炭黑步骤中，将白炭黑纳米颗粒悬浮在多巴胺溶液中搅拌(24±3)h。

进一步地，所述EVMG接枝到白炭黑的表面步骤具体为：