一种高效负载型缓释防老剂及其制备方法和应用

本发明属于材料加工改性，具体涉及一种高效负载型缓释防老剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、橡胶因其独特的高弹性，在减振、密封和降噪等领域扮演了重要的角色，被广泛应用在国防军工、交通运输和工业装备等众多领域。然而，橡胶分子链中往往含有大量活泼的烯丙基氢结构、双键和多硫交联键，极易在光、热、氧、臭氧以及应力等条件下发生老化，对橡胶材料的物理机械性能产生显著的破坏作用，使橡胶制品在服役过程中功能失效，从而影响到设备的可靠运行，甚至危及相关人员的生命安全。

2、作为解决橡胶老化问题采用的主要途径之一，防老剂可以抑制或终止老化过程中氧气引起的自催化加速氧化反应的发生，比如胺类或酚类防老剂，是延缓橡胶(特别是聚二烯烃类橡胶)老化最简单常用的方法。然而，由于防老剂的分子量普遍较低，而且极性较大，导致防老剂在高温或液体环境下很容易从橡胶基体中迁移至表面，产生“喷霜”现象，从而导致防护失效等一系列问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高效负载型缓释防老剂及其制备方法和应用，本发明提供的高效负载型缓释防老剂不存在“喷霜”问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种高效负载型缓释防老剂，包括多孔材料和封口所述多孔材料的包覆层；所述多孔材料的孔结构中负载有防老剂；所述包覆层表面接枝有含伯胺基团的柔性分子。

4、优选的，所述多孔材料包括硅藻土、海泡石、金属有机框架材料、三维介孔氧化硅和二氧化钛基介孔材料中的一种或几种。

5、优选的，所述多孔材料中孔结构的孔径为30～3000nm；所述多孔材料的粒径为1～100μm。

6、优选的，所述防老剂与多孔材料的质量比为0.01～5:1；所述包覆层与多孔材料的质量比为0.1～1:1。

7、本发明还提供了上述方案所述高效负载型缓释防老剂的制备方法，包括以下步骤：

8、将多孔材料、防老剂和醇溶剂混合后旋蒸直至醇溶剂蒸干，得到负载型防老剂；

9、将所述负载型防老剂、包覆层前驱体溶液和含伯胺基团的柔性分子混合进行包覆，得到高效负载型缓释防老剂。

10、优选的，所述防老剂与多孔材料的质量比为0.01～5:1；所述醇溶剂与防老剂的质量比为394:0.01～5。

11、优选的，所述旋蒸的温度为35～50℃，真空度为-0.09～-0.1mpa。

12、优选的，所述包覆层前驱体溶液的浓度为1～8g/l，ph值为8.0～8.8。

13、优选的，所述包覆包括室温反应包覆和加热反应包覆；所述室温反应包覆和加热反应包覆在搅拌条件下进行，所述室温反应包覆的时间为1～20h；所述加热反应包覆的温度为60～80℃，保温时间为1～2h。

14、本发明还提供了上述方案所述高效负载型缓释防老剂或上述方案所述制备方法得到的高效负载型缓释防老剂在含橡胶材料中的应用。

15、本发明提供了一种高效负载型缓释防老剂。本发明从防老剂的迁移性和防护性入手，以多孔材料为负载体，依托多孔结构，利用毛细管原理，将防老剂灌注进多孔材料的空隙中，并包覆封口；并且，本发明提供的高效负载型缓释防老剂接枝了长链柔性烷基链，增加了其与橡塑有机材料的相容性，能起到提高防老剂与基体黏合度的作用，改善了防老剂在橡胶基体中的迁移性，提高了防老剂的安全添加量。本发明提供的高效负载型缓释防老剂，解决了现有防老剂的“喷霜”问题，实现了对橡胶的长效和高效防护，在兼顾其物理机械性能的同时，最大程度地提升其耐老化性能。

16、本发明还提供了上述方案所述高效负载型缓释防老剂的制备方法。本发明提供的制备方法步骤简单，可行性高，得到的高效负载型缓释防老剂，能够在防护过程中缓慢释放防老剂，延长防老剂的防护周期，降低防老剂的迁移喷霜，增强防护效用。

17、本发明还提供了上述方案所述高效负载型缓释防老剂或上述方案所述制备方法得到的高效负载型缓释防老剂在含橡胶材料中的应用。本发明提供的高效负载型缓释防老剂，解决了现有防老剂的“喷霜”问题，提高了防老剂的安全添加量，可以实现对橡胶的长效和高效防护，适合用于含橡胶材料的改性等方面。

技术特征：

1.一种高效负载型缓释防老剂，其特征在于，包括多孔材料和封口所述多孔材料的包覆层；

2.根据权利要求1所述的高效负载型缓释防老剂，其特征在于，所述多孔材料包括硅藻土、海泡石、金属有机框架材料、三维介孔氧化硅和二氧化钛基介孔材料中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的高效负载型缓释防老剂，其特征在于，所述多孔材料中孔结构的孔径为30～3000nm；

4.根据权利要求1或2所述的高效负载型缓释防老剂，其特征在于，所述防老剂与多孔材料的质量比为0.01～5:1；

5.权利要求1～4任一项所述高效负载型缓释防老剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述防老剂与多孔材料的质量比为0.01～5:1；所述醇溶剂与防老剂的质量比为394:0.01～5。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述旋蒸的温度为35～50℃，真空度为-0.09～-0.1mpa。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述包覆层前驱体溶液的浓度为1～8g/l，ph值为8.0～8.8。

9.根据权利要求5或8所述的制备方法，其特征在于，所述包覆包括室温反应包覆和加热反应包覆；

10.权利要求1～4任一项所述高效负载型缓释防老剂或权利要求5～9任一项所述制备方法得到的高效负载型缓释防老剂在含橡胶材料中的应用。

技术总结本发明属于材料加工改性技术领域，具体涉及一种高效负载型缓释防老剂及其制备方法和应用。本发明从防老剂的迁移性和防护性入手，以多孔材料为负载体，依托多孔结构，利用毛细管原理，将防老剂灌注进多孔材料的空隙中，并包覆封口；并且，本发明提供的高效负载型缓释防老剂接枝了长链柔性烷基链，增加了其与橡塑有机材料的相容性，能起到提高防老剂与基体黏合度的作用，改善了防老剂在橡胶基体中的迁移性，提高了防老剂的安全添加量。本发明提供的高效负载型缓释防老剂，解决了现有防老剂的“喷霜”问题，实现了对橡胶的长效和高效防护，在兼顾其物理机械性能的同时，最大程度地提升其耐老化性能。技术研发人员：李琳,赵帅,刘致华,徐瑞龙,郑佳旺,张旭受保护的技术使用者：青岛科技大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17