[發(fā)明專利]木質(zhì)素修飾層狀雙氫氧化物及其制備方法、橡膠復(fù)合材料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210141107.9
• 申請(qǐng)日: 2012-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102718986A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇勝培;肖索;周旭峰;徐建雙;劉滔;劉偉;劉壽山;劉壽明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市博富隆新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C08K3/26;C08L21/00;C08L9/06;C08L9/02;C09C1/42;C09C3/10
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及木質(zhì)素類化合物修飾層狀雙氫氧化物及其制備方法，以及以該木質(zhì)素類化合物修飾層狀雙氫氧化物作為補(bǔ)強(qiáng)劑的橡膠復(fù)合材料。?

背景技術(shù)

層狀雙氫氧化物（Layered?double?hydroxide，簡(jiǎn)稱LDH），又稱陰離子粘土或水滑石類化合物，其層板由二價(jià)(如Mg²⁺)和三價(jià)(如Al³⁺)金屬氫氧化物組成，帶正電，層間有可交換的陰離子（如NO₃^-或CO₃^2-）和結(jié)晶水分子。鎂鋁型LDH由于既具有Mg(OH)₂在阻燃時(shí)具有的起始分解溫度高、吸熱量大、抑煙能力強(qiáng)的特點(diǎn)，又具有Al(OH)₃在阻燃時(shí)具有的促進(jìn)成炭、抑煙的特點(diǎn)，還具有蒙脫土的層板阻隔的特點(diǎn)而受到廣泛重視。若將其應(yīng)用于聚合物基體如橡膠中可提高聚合物基體的阻燃性能。然而LDH的粒度較小，表面具有大量活性羥基，容易在聚合物基體中團(tuán)聚，且LDH本身是種無(wú)機(jī)材料，其與多數(shù)聚合物材料的界面相容性差，在聚合物基體中不易均勻分散，若直接將其填充在聚合物基體中容易引起應(yīng)力分布不均，材料物理性能如力學(xué)性能下降。因此，有必要在使用前對(duì)LDH進(jìn)行有機(jī)改性，提高其與聚合物基體的相容性，使其在聚合物基體中均勻分散。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一實(shí)施例提供木質(zhì)素類化合物修飾LDH及其制備方法，以及將該木質(zhì)素類化合物修飾LDH作為橡膠填料添加至橡膠基體中制備橡膠復(fù)合材料。?

該木質(zhì)素類化合物修飾LDH中，按質(zhì)量百分比，含水量為10%～70%，木質(zhì)素類化合物與LDH的質(zhì)量比為1:2～1:10。?

該木質(zhì)素類化合物修飾LDH可按以下步驟制得：于室溫條件下，將一定量的木質(zhì)素類化合物溶于重量濃度為5%～30%的氫氧化鈉溶液中，機(jī)械攪拌1h，制得木質(zhì)素溶液；所述木質(zhì)素類化合物包括堿木質(zhì)素、硫酸鹽木質(zhì)素、木質(zhì)素磺酸鹽或者羥甲基化木質(zhì)素中的至少一種；配制含有二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的混合水溶液，其中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子摩爾比為1:1～4:1，金屬離子總濃度為0.1～3摩爾/升的混合水溶液，金屬離子與木質(zhì)素類化合物的質(zhì)量比為（12:1～3:5）；所述二價(jià)金屬離子可為Mg²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、Sn²⁺、Cr²⁺、Pb²⁺中的一種，三價(jià)金屬離子可為Al³⁺、Cr³⁺、Mn³⁺、Fe³⁺、Ti³⁺、Ga³⁺中的一種；向所?述木質(zhì)素溶液中同時(shí)滴加所述金屬離子混合水溶液和質(zhì)量濃度為5%～30%的堿溶液，機(jī)械攪拌并保持pH值為7~13，直至金屬離子混合溶液滴完；繼續(xù)攪拌0.5～3h，靜置于50～90℃的水浴中晶化12～48h冷卻過(guò)濾，用去離子水或蒸餾水洗滌固體，干燥得到含水量為10～70%的木質(zhì)素修飾LDH。?

該木質(zhì)素類化合物修飾LDH可作為補(bǔ)強(qiáng)劑添加到橡膠中，不但可以提高的橡膠力學(xué)性能，還可以降低橡膠加工改性成本。?

本發(fā)明一實(shí)施例提供的橡膠復(fù)合材料中，包括橡膠基體以及分散在該橡膠基體的木質(zhì)素化合物修飾LDH，其中，按質(zhì)量比，以純LDH計(jì)，橡膠基體與該木質(zhì)素化合物修飾LDH之比為100:（10~30）。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案利用木質(zhì)素類化合物作為陰離子表面活性劑對(duì)LDH進(jìn)行原位改性，解決了純LDH在橡膠基體分散性不佳的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。該木質(zhì)素類化合物可由生物質(zhì)原料獲得，來(lái)源豐富，成本低廉，以其改性LDH的工藝簡(jiǎn)單，且制得的改性LDH能均勻分散在橡膠基體中，克服了傳統(tǒng)橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑成本高、污染環(huán)境的缺點(diǎn)。?

附圖說(shuō)明

圖1中a為未經(jīng)改性的純LDH的XRD示意圖，b為木質(zhì)素磺酸鈉修飾LDH(S-LDH)的XRD示意圖；?

圖2中a、b、c分別為NBR、10LDH/NBR、10S-LDH/NBR的掃描電鏡圖。?

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的木質(zhì)素類化合物修飾層狀雙氫氧化物中，按質(zhì)量比，含水量為10%～70%，木質(zhì)素類化合物與LDH質(zhì)量比為1:2～1:10，其可按以下步驟制得：?