[發明專利]一種乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310063572.X
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103819819A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 朱靜波;張獻;包超;田興友;胡光政;陳龍
• 申請（專利權）人: 安徽華菱電纜集團有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08K9/04;C08K3/34;C08K5/14;B29C35/02
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技術領域

本發明涉及一種納米復合材料的制備方法，特別是一種具有較好分散性及補強效果的乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法。

背景技術

乙丙橡膠由于其優異的電絕緣、耐臭氧、耐候等性能，廣泛應用于汽車部件、電線電纜、密封件等領域，但是由于其自身的力學性能較差，因而在使用時需要添加各種補強劑以達到較高的力學性能。

采用納米粒子與聚合物復配以提高聚合物的力學性能被證明是行之有效的方法，目前已經有大量的報道。納米蒙脫土是一類常用的納米層狀補強材料，使用時為避免相分離和團聚，通常進行有機改性，采用的改性劑多為季銨鹽、烷基銨鹽類有機小分子物質。例如如中國發明專利?CN1683449A公開了一種乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法。這種乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的組成為乙丙橡膠、蒙脫土、插層劑、硫化活性劑、促進劑及硫化劑。首先在30～120℃的加工溫度下將乙丙橡膠、蒙脫土和插層劑加入到密煉機中進行混煉，然后在30～100℃下將上述混煉膠加入密煉機中并加入硫化活性劑、促進劑及硫化劑，在剪切混合過程中，插層劑和乙丙橡膠分子會原位發生插層，結果使蒙脫土的層間距明顯擴張，最后將混煉膠在140～200℃下進行硫化，即得到插層型的乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料。該發明所提供制備方法的加工工藝簡單，無需在混煉前對蒙脫土進行有機改性，并可大幅提高乙丙橡膠的力學性能和熱穩定性。但其分散改性的效果并不顯著，且片層并不具備一定的取向性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有良好分散性及補強效果的乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法。

為實現以上本發明的目的，本發明采用如下的技術方案：

一種乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：?

1）改性的納米蒙脫土制備步驟：將納米蒙脫土置于去離子水中，配成濃度為0.2～5wt％的溶液，然后充分攪拌3～10天后靜置；將殼聚糖溶解于醋酸溶液中，配成濃度為1～5wt％溶液；之后將同等體積的納米蒙脫土溶液和殼聚糖溶液混合，并攪拌10～30小時，接著離心分離混合溶液并用去離子水洗滌，在50～100℃下真空干燥后，最后得到改性的納米蒙脫土（M-MMT）粉末；

2）按照100：1～10：2～5的重量比例，分別將乙丙橡膠、改性的納米蒙脫土和過氧化二異丙苯依次加入開煉機或密煉機中，于40～70℃下混煉6～35min，得到EPR/M-MMT復合混煉膠；之后將混煉膠置于平板硫化機上，于140～200℃下硫化5～40min，制得EPR/M-MMT納米復合材料。

其中，所述改性的納米蒙脫土粉末呈現一定的片層取向分布。。

其中，所述乙丙橡膠為二元或三元乙丙橡膠；進一步地，所述三元乙丙橡膠的第三單體為亞乙基降冰片烯或雙環戊二烯或1,4-己二烯。

其中，所述納米蒙脫土為鈉基蒙脫土，離子交換率為70～120?meq/100g。

相對于現有技術的有益效果：1）對制得的目標產物使用掃描電鏡進行表征，由其結果可知，改性后的納米MMT呈現剝離狀態，且片層呈現一定的取向。2）對制得的目標產物使用萬能試驗機進行力學性能的表征，可以看到隨著少量改性納米蒙脫土的引入，乙丙橡膠基體的拉伸強度和斷裂伸長率都得到了明顯改善。

附圖說明

圖1為本發明改性的納米MMT的SEM電鏡照片，其中a為真空干燥前混合溶液，b為真空干燥后的納米粉末。

圖2為本發明改性的納米蒙脫土對EPDM力學性能的影響表。

具體實施方式

下面結合更具體的實施方式對本發明做進一步展開說明，但需要指出的是，本發明的乙丙橡膠/蒙脫土納米復合材料的制備方法并不限于這種特定的工藝或配比。對于本領域技術人員顯然可以理解的是，以下的說明內容即使不做任何調整或修正，也可以直接適用于在此未指明的其他工藝參數。

本發明使用的試劑均為常見試劑，均可從市場購得或常規方法獲得，包括但不限于乙丙橡膠、殼聚糖、過氧化二異丙苯，其中乙丙橡膠為二元或三元乙丙橡膠，三元乙丙橡膠的第三單體為亞乙基降冰片烯或雙環戊二烯或1,4-己二烯。

實施例1

將納米蒙脫土置于去離子水中，配成濃度為1wt％的溶液，然后充分攪拌5天后靜置；將殼聚糖溶解于醋酸溶液中，配成濃度為1wt％的溶液；之后將100ml的納米蒙脫土溶液和殼聚糖溶液混合，并攪拌20小時，接著離心分離混合溶液并用去離子水洗滌，在60℃下真空干燥，最后得到改性的納米蒙脫土（M-MMT）粉末，其剝離效果如圖1所示。