本發明屬于光熱轉換彈性體，尤其涉及一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠及其制備方法。

背景技術：

1、將太陽能轉換為熱能、電能、以及動能等是太陽能收集中最重要的方面之一，因為它既是綠色的，也是可再生的。因此，近些年來光熱轉換彈性體的制備成為目前工作研究的重點。目前制備光熱轉換彈性體的策略主要是通過將一些光熱轉換材料引入到彈性體中，如碳納米管、石墨烯、mxene以及納米金屬等。然而，傳統的光熱填料的制備通常涉及到有毒溶劑，合成工藝復雜等缺點，并且彈性體的自身強度難以滿足光熱彈性體的實際使用要求。

2、目前，人們已經越來越重視溫室氣體排放與全球變暖之間的關系，這大大提高了人們對于可持續發展以及具有環境保護的新型高性能光熱彈性體材料的開發研究。人們已經做了許多貢獻在制造可回收綠色光熱彈性體材料方面，比如將超分子相互作用或者非共價相互作用，比如氫鍵、離子鍵以及金屬配體配位等或可逆共價鍵如酯鍵、硼酸酯鍵、diels-alder鍵、亞胺鍵等引入熱固性聚合物網絡以實現可回收性。然而，目前對于商業商品橡膠來說，要想通過化學改性獲得光熱轉化彈性體，會需要昂貴的化學試劑以及復雜的合成程序才能實現，這一方面會大大增加成本，另一方面也會對環境造成不可避免地損害。另外，要想獲得具有實際使用價值高性能的光熱彈性體，僅僅依靠對橡膠進行改性是不足以實現的，還需要加入一些填料來滿足其實際使用要求，如石墨烯，碳納米管、炭黑、白炭黑等。然而，這些填料都是依賴于化石資源，而開采這些化石資源會不可避免的對環境照成很大危害。

3、綜上，現有光熱轉換彈性體制備方法存在以下問題：一是制備傳統的光熱填料涉及到有毒溶劑、合成工藝復雜等缺點；二是要想獲得可重復加工的光熱轉換彈性體，對橡膠分子鏈進行改需要耗費大量溶劑，對環境造成不可避免地傷害；三是需要對光熱轉換彈性體進行補強才能滿足其實際使用要求，而傳統的炭黑等化石資源的開采會對環境照成破壞。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的不足之處，本發明所要解決的技術問題是現有光熱轉換彈性體制備方法存在環境污染、制備工藝復雜的問題，提出一種具有高強度、耐老化以及可重復加工性能特點的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠及其制備方法。

2、為解決所述技術問題，本發明采用的技術方案為：

3、本發明一方面提供一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，原料包括：橡膠、防老劑、交聯劑、以及葡萄籽原花青素；所述橡膠選自羧基丁腈橡膠、羧基丁苯橡膠、丁腈橡膠以及環氧化天然橡膠中的任意一種；所述交聯劑選自氧化鋅、可溶性鋅鹽、可溶性鐵鹽、以及可溶性銅鹽中的任意一種。

4、優選的，按質量份計，所述橡膠的用量選自80-120份中的任一值，所述防老劑的用量選自1-3份中的任一值，所述交聯劑的用量選自0.5-5份中的任一值，所述葡萄籽原花青素的用量選自15-60份中的任一值。

5、優選的，原料由100份羧基丁腈橡膠，1.5份防老劑4010na，1份氧化鋅，15-60份葡萄籽原花青素組成。

6、優選的，制備方法為機械共混法。

7、優選的，所述機械共混法包括：將橡膠、防老劑和交聯劑在密煉機中混煉，然后加入干燥的葡萄籽原花青素繼續混煉后排膠，將制備的共混物在室溫下停放，然后硫化，得到所述葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

8、優選的，所述干燥的葡萄籽原花青素通過以下方法得到：40-70℃下對所述葡萄籽原花青素進行干燥處理6-48h。

9、優選的，將橡膠、防老劑和交聯劑在150-180℃，50-80r/min的密煉機中混煉2-10min，然后加入干燥的葡萄籽原花青素繼續混煉5-15min后排膠。

10、優選的，將制備的共混物在室溫下停放24h，然后150-180℃硫化10-30min，得到所述葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

11、優選的，所述機械共混法包括：40-70℃下對葡萄籽原花青素進行烘干處理12h；先將羧基丁腈橡膠、防老劑4010na和氧化鋅在180℃，60r/min密煉機中混煉2min，然后加入葡萄籽原花青素繼續混煉5min后排膠，將制備的共混物在室溫下停放24h，然后在160℃下進行硫化，硫化時間為15min。

12、本發明另一方面提供一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

13、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

14、本發明提供一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，

15、(1)使用生物質填料進行改性羧基丁腈橡膠，可以大大降低對化石資源的開采，保護環境；

16、(2)使用葡萄籽原花青素作為填充劑，在氧化鋅的協同作用下，可以大大的改善羧基丁腈橡膠與葡萄籽原花青素之間的相容性和相互作用，改善葡萄籽原花青素在羧基丁腈橡膠中的分散性，進而賦予羧基丁腈橡膠較好的機械強度；

17、(3)對于共混物來說，其結構中存在大量的分子間氫鍵以及金屬配位鍵，這些非共價鍵可以賦予共混物具有較好的重復加工性，可以大大降低成本；

18、(4)葡萄籽原花青素中含有大量的酚羥基，可以改善羧基丁腈橡膠的耐老化性，可以降低成本；

19、(5)本發明選中的葡萄籽原花青素結構內部含有大量的芳香環以及共軛官能團，使得葡萄籽原花青素內形成形成強共軛和π-π分子相互作用，這賦予了葡萄籽原花青素具有光熱轉換的潛力，將其與羧基丁腈橡膠共混可以賦予其較好的光熱轉換性能。

技術特征：

1.一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，原料包括：橡膠、防老劑、交聯劑、以及葡萄籽原花青素；所述橡膠選自羧基丁腈橡膠、羧基丁苯橡膠、丁腈橡膠以及環氧化天然橡膠中的任意一種；所述交聯劑選自氧化鋅、可溶性鋅鹽、可溶性鐵鹽、以及可溶性銅鹽中的任意一種。

2.根據權利要求1所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，按質量份計，所述橡膠的用量選自80-120份中的任一值，所述防老劑的用量選自1-3份中的任一值，所述交聯劑的用量選自0.5-5份中的任一值，所述葡萄籽原花青素的用量選自15-60份中的任一值。

3.根據權利要求1所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，原料由100份羧基丁腈橡膠，1.5份防老劑4010na，1份氧化鋅，15-60份葡萄籽原花青素組成。

4.根據權利要求1所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，制備方法為機械共混法。

5.根據權利要求4所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，所述機械共混法包括：將橡膠、防老劑和交聯劑在密煉機中混煉，然后加入干燥的葡萄籽原花青素繼續混煉后排膠，將制備的共混物在室溫下停放，然后硫化，得到所述葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

6.根據權利要求5所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，所述干燥的葡萄籽原花青素通過以下方法得到：40-70℃下對所述葡萄籽原花青素進行干燥處理6-48h。

7.根據權利要求5所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，將橡膠、防老劑和交聯劑在150-180℃，50-80r/min的密煉機中混煉2-10min，然后加入干燥的葡萄籽原花青素繼續混煉5-15min后排膠。

8.根據權利要求5所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，將制備的共混物在室溫下停放24h，然后150-180℃硫化10-30min，得到所述葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

9.根據權利要求5所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，所述機械共混法包括：40-70℃下對葡萄籽原花青素進行烘干處理12h；先將羧基丁腈橡膠、防老劑4010na和氧化鋅在180℃，60r/min密煉機中混煉2min，然后加入葡萄籽原花青素繼續混煉5min后排膠，將制備的共混物在室溫下停放24h，然后在160℃下進行硫化，硫化時間為15min。

10.根據權利要求1-9任一項所述的葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠。

技術總結
本發明公開了一種葡萄籽原花青素/羧基丁腈橡膠及其制備方法，屬于光熱轉換彈性體技術領域。原料包括：橡膠、防老劑、交聯劑、以及葡萄籽原花青素；所述橡膠選自羧基丁腈橡膠、羧基丁苯橡膠、丁腈橡膠以及環氧化天然橡膠中的任意一種；所述交聯劑選自氧化鋅、可溶性鋅鹽、可溶性鐵鹽、以及可溶性銅鹽中的任意一種。本發明應用于光熱轉換彈性體方面，解決現有光熱轉換彈性體制備方法存在環境污染、制備工藝復雜的問題，具有高強度、耐老化以及可重復加工性能的特點。

技術研發人員：杜愛華,王會宇,崔子文,劉英俊
受保護的技術使用者：青島科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28