本发明属于天然高分子物资的开发利用,它是利用我国独特的经济林,杜仲树的树胶型提取物为一种特征原料,用来制备柔软的高弹性改性橡胶制品。 杜仲树提取物主要有两种,一是药性成分,一是树胶状物质。后者在室温下是一种硬质固体。由于其绝缘性好,历来用作海底电缆等绝缘材料,也可用作其他塑料代用品。过去虽对其作过硫化尝试。但由于硫化方法上没有突破,虽经硫化也只能得到僵硬的固体。本发明系在相关专利(DE3227757)合成反式聚异戊二烯高弹性体硫化方法基础上,根据杜仲胶中所含聚双烯烃的全反式特征,采用改进的硫化体系,将其硫化成柔软的高弹性体。由于杜仲树胶的优良热塑性(其挤出口型尺寸保持率比合成反式聚异戊二烯还高)以及由此具备的低的混料动力消耗,极高的生胶强度等,使得由杜仲树胶制备硫化橡胶时,可易于采用诸如:挤出模压,层压,注塑,吹塑等多种方式加工成各种不同形状的制品。这种胶的另一特点是动态内耗低,因此,开发其制作轮胎制品,将是很有前途的。由于杜仲树胶的室温变硬性,虽然热加工性好,但低温操作性差,为了改善这一性能,可在较大比例上改变橡胶添加剂用量,如引入较大比例顺丁橡胶,可使杜仲硫化体系在室温下具备粘弹性,同时由于以杜仲树胶作基质胶,也保证了生胶体系有高的强度。
本发明在制备杜仲树胶橡胶制品时的合适配方为:杜仲树胶100-20份,橡胶添加剂0-80份;硫磺≤6份,含硫促进剂≤4份,ZnO≤4份,MgO≤4份,树脂改性剂≤10份,硬脂酸≤10份,炭黑≤70份,防老剂≤3份。
上述体系可用简单制造工艺在普通橡胶加工用双辊机上于70-110℃混匀后,在压机上于140-160℃加热,加压硫化得到要求的橡胶制品(也可用挤出,模压,层压,注塑及吹塑成型得到要求形状制品)。
我国天然杜仲森林资源极为丰富,目前已有的杜仲人工林埸,面积在千亩以上者就有多处,近几年又有迅速发展,可种植范围几乎包括了我国五岭以北至黄河流域十余省的广大地区,并且可在丘陵、山区种植,不和粮食争地。如果大力开发此类天然树胶,将对我国橡胶式业提供巨大的后备资源(本项工作受到国家基金委员会化学部鼓励和支持)
实施例1:
配方:杜仲树胶 100份
橡胶添加剂*6份
硫磺 2.5份
含硫促进剂**2.5份
ZnO 2份
MgO 2份
炭黑 55份
树脂改性剂****5份
硬脂酸 5份
防老剂****1份
上述配方在双辊机上于70-100℃混匀后(该体系有优良的挤出口型尺寸保持率及流动成膜性,因此适于挤出,模压,层压,注塑,吹塑成膜等多种成型方式)于140-160℃加压硫化得到要求制品。
本实施例所得硫化胶力学性能:
抗拉强度 ≥180公斤/厘米2
断裂伸长率 ≥400%
残余变形 ≥15%
300%定伸强度 >120公斤/厘米2
*:橡胶添加剂引入旨在使硫化体系硫化成有效的交联弹性网络,可使用:天然橡胶,丁苯橡胶,顺丁橡胶,氯丁橡胶,丁基橡胶,乙丙橡胶等及聚酯型,聚氨酯型,聚烯烃型热塑弹性体。
**含硫促进剂:DM,M,TMTD,TMTT,TMTM,AZ,CZ,DZ
***树脂改性剂的引入旨在有效地抑制结晶,可为:聚氨酯树脂,聚酯树脂,酚醛树脂,环氧树脂,聚酰胺树脂,丙烯酸树脂等。
****防老剂:防老甲,防老丁、4010等
实施例2:
配方:杜仲树胶 55份
顺丁橡胶*45份
硫磺 2.5份
含硫促进剂**2.5份
ZnO 2份
MgO 2份
炭黑 50份
树脂改性剂**5份
硬脂酸 5份
防老剂 1份
该体系未硫化时的力学性能与纯杜仲胶及纯顺丁胶对比:
纯杜仲胶 纯顺丁胶 改性未硫化杜仲体系
抗拉强度,公斤/厘米2>260 <10 >100
断裂伸长率% >500 <50 >200
硬度 >98 <30 -60
特征 硬度太高 强度太低 硬度及强度合适
可见该体系既克服了纯杜仲胶室温硬度大不易操作的缺点,而又有足够的生胶强度,方便进行各种加工。此体系在双辊机上于70-100℃混匀后,在压机上于140-160℃加热加压(或其他设备)硫化,即得要求的制品。其性能:
抗拉强度 ≥200公斤/厘米2
断裂伸长率 ≥500%
残余变形 ≥20%
300%定伸强度 ≥110公斤/厘米2
注:(1) 本实施例所用各*,**,***,****符号,说明与实施
例1相同
(2) 含硫促进剂范围2-3份;ZnO 1-2份,树脂改性剂3-6份;(因厂家来源不同而异)
(3) 本发明所用硫化体系配方也适用于合成反式-聚异戊二
烯。