[發明專利]一種橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510050568.9
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104558711A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 丁國新;段召;程國君;侯興龍;張明旭;陸奎;路清聯
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L21/02;C08L1/02;C08L97/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06;C08K3/04;C08K5/18;B29C35/02
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 王菊珍

技術領域

本發明屬于橡膠類聚合物復合材料制備技術領域，尤其是涉及一種橡膠復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著石化資源日益匱乏，環境問題日益嚴重，以可再生的生物質原料替代石化原料合成新型高分子材料越來越受到關注。木質纖維素是自然界最豐富的可再生資源，木質纖維素富含羥基,經硫化易與無機填料和橡膠發生化學作用形成樹脂網絡，作為填料應用在橡膠中，是一種優良的增強材料。但其與非極性或弱極性的聚合物基體的界面粘合性較差，而且親水性纖維在聚合物基體中不能很好地分散，導致復合材料力學性能下降，因此木質纖維素原料在使用前必須經過適當的改性處理，以增強聚合物基體與木質纖維素表面之間的界面兼容性。

蒙脫土是一種由納米厚度的硅酸鹽片層構成的粘土，其基本結構單元兩片硅氧四面體中間夾一層硅氧或鎂氧八面體，通過共享氧原子形成的層狀結構。它具有一種規則的空隙或層間區域，使得蒙脫土有了許多特性，使得其復合材料的強度、硬度、熱性能有所提高。現有技術中木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑對天然橡膠聚合物的拉伸強度和斷裂伸長率提高效果不明顯，有待提高。

液體橡膠是一種在常溫下可流動的粘稠狀功能性聚合物，可作為橡膠和塑料等聚合物加工助劑以及聚合物用填料的改性助劑。它不僅可以提高橡膠材料的力學性能、熱穩定性等物理機械性能，改善橡膠與金屬或非金屬的粘著性，還可以提高橡膠的混煉、擠出、壓延和硫化等工藝性能。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種橡膠復合材料，將液體橡膠添加到橡膠的配方中，以提高橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率。

本發明采用的技術方案是：

一種橡膠復合材料，由以下重量份的組分組成：

所述促進劑為促進劑CZ和促進劑TMTD。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，由以下重量份的組分組成：

所述促進劑為促進劑CZ和促進劑TMTD。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，所述液體橡膠為液體橡膠LBR。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，所述促進劑CZ和促進劑TMTD的質量比為7:3。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，所述炭黑為炭黑N330。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，所述防焦劑為防焦劑CTP。

本發明所述的橡膠復合材料，其中，所述防老劑為防老劑4010NA。

本發明還提供了上述橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑的制備：將木質纖維素加水稀釋并攪拌均勻，得到木質纖維素懸浮液；然后向所述木質纖維素懸浮液中加入用十八烷基二甲基芐基氯化銨處理的有機蒙脫土，于80℃攪拌反應4～8h，反應結束后將反應產物洗滌至中性，干燥并球磨后得到木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑；

(2)液體橡膠-木質纖維素-蒙脫土-天然橡膠復合材料的制備：

(a)按配比準備液體橡膠-木質纖維素-蒙脫土-天然橡膠復合材料的原料，在開煉機中加入天然橡膠，然后依次加入氧化鋅、硬脂酸、防老劑、防焦劑、促進劑CZ、步驟(1)中得到的所述木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑、炭黑、液體橡膠、促進劑TMTD和硫磺，混煉溫度50-60℃，混煉25min，混煉結束后靜置8h以上，得到混煉膠；

(b)將步驟(a)中所述的混煉膠置于平板硫化機上硫化，得到產品。

本發明所述的橡膠復合材料的制備方法，其中，將步驟(1)中所述木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑球磨至粒度為120目以下。

本發明所述的橡膠復合材料的制備方法，其中，步驟(b)中所述硫化溫度為145℃，硫化壓力12MPa，硫化時間10min。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明所述的橡膠復合材料，具有以下優點：1.將液體橡膠添加到橡膠的配方中，能夠提高橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率。2.加工工藝簡單，環保無污染，對橡膠加工設備無特殊要求，適于大規模應用。3.液體橡膠可以改善木質纖維素-蒙脫土補強劑在天然橡膠基體中的分散，還能抑制其對橡膠助劑的吸附，可以有效增強橡膠與木質纖維素-蒙脫土補強劑的界面相互作用。

本發明所述的橡膠復合材料的制備方法，以天然高分子木質纖維素為有機原料，來源豐富的蒙脫土為無機原料，采用溶液插層復合法和球磨改性制備木質纖維素-蒙脫土橡膠補強劑，以液體橡膠對木質纖維素-蒙脫土補強劑和炭黑進行增容改性，制備橡膠復合材料,具有工藝簡單、成本低廉、易于工業化生產的優點。

具體實施方式