[發明專利]芳綸1414漿粕改性方法及其增強甲基乙烯基硅橡膠復合材料及制備方法

在審

• 申請號: 201610860440.3
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106637943A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 徐磊;丁翔;劉江;郎倩;王威;寧月嬌;張桂城
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D06M13/123
• 分類號: D06M13/123;C08L83/07;C08L77/10;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/5419;D06M101/36
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技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別涉及一種芳綸1414漿粕的改性方法及其產品及該產品的制備方法。

背景技術

甲基乙烯基硅橡膠是以聚硅氧烷為主鏈的彈性體，由于其自身卓越的耐高溫性能、優良的電絕緣性、特殊的表面性能和生理惰性，可以廣泛地運用于密封圈、油密封，各種管道、密封劑和粘合劑等等。但由于其機械強度較低、自身惰性導致的粘結性能較差，在密封材料的應用領域仍存在一定的局限性。如今以具有高強度、高模量的芳綸纖維為主體材料與潤滑性好的特種材料進行復合制成密封材料已成為主流。這種密封產品具有優異的潤滑性、耐磨性，在固液相混合的液體密封裝置上，可顯示其突出特點，受到極大關注。

芳綸纖維表面光滑，缺少化學活性基團，表面浸潤性也較差，這些特點使得其復合材料界面粘結較弱。芳綸漿粕表面氨基含量遠高于長纖維，使其具有更好的表面活性，在水介質中也具有更好的分散效果，高強度、高模量的特性更使其在實際混煉中不會因為剪切而發生斷裂從而影響纖維本身的性能。因此，可以用LiCl極性溶劑制備芳綸1414漿粕纖維溶液，并使用戊二醛進行交聯接枝，在纖維表面進一步形成網狀微纖結構，可以大大促進與硅橡膠的粘結效果。

發明內容

本發明的目的是，提供一種芳綸1414漿粕改性方法及其增強甲基乙烯基硅橡膠及制備方法，經過該方法改性的芳綸漿粕能夠提高界面粘結強度，并且在此基礎上制備出分散性良好的芳綸1414漿粕增強硅橡膠復合材料，具有極大的應用價值。

本發明的目的是這樣實現的，將DMAC和LiCl以9∶1的比例配置溶劑，將絕對干燥的芳綸漿粕纖維放入溶劑中并加熱到100℃，高溫下機械攪拌5小時。在所得淡黃色溶液中加入濃度50％的磷酸和1～2％戊二醛，在高溫下混合攪拌3小時至顏色變成褐色絮狀物后，使用真空抽濾裝置抽濾并置于105℃烘箱中干燥，烘干后即完成了對芳綸1414漿粕纖維的改性。

在使用DMAC/LiCl溶液浸漬芳綸漿粕前，要先在常溫下將芳綸漿粕纖維經過丙酮抽提4小時預處理，再放入蒸餾水中清洗，然后在105℃下用烘箱烘1小時使其表面干燥，除去表面附著的有機涂層。

高溫機械攪拌所用裝置為一種實驗室用高壓控溫攪拌小型反應釜，包括反應釜本體，所述反應釜本體包括反應釜釜體、帶變頻調速器的電機、進料口、氣壓計和可調限壓閥、防爆視鏡燈、法蘭視鏡、攪拌軸、底座、加熱裝置、溫控裝置和底座。

使用的真空抽濾裝置包含抽濾泵、過濾杯、集液瓶、連結軟管、微孔濾膜等等，利用真空負壓為推動力實現固液分離。

改性芳綸1414漿粕與硅橡膠復合材料，按重量分數計算，包括100份硅橡膠膠料、0.3份硫化劑、0.3份內脫模劑、0.3份硬脂酸鋅、5份氨基硅烷。所述的硅橡膠膠料按照重量分數計算，包括100份甲基乙烯基硅橡膠生膠、3份二苯基硅二醇、30份白炭黑、5～9份改性后芳綸1414漿粕。

改性芳綸1414漿粕與硅橡膠復合材料的制備方法，按上述的重量分數稱取硅橡膠膠料、硫化劑、內脫模劑、硬脂酸鋅、氨基硅烷等，將硅橡膠生膠置于120℃密煉機上混煉10分鐘，添加二苯基硅二醇、二羥基聚二甲基硅氧烷、白炭黑，將改性后的芳綸1414漿粕加入其中，在80℃的雙輥開煉機上混煉均勻，薄通5次出片得到混煉膠?；鞜捘z在平板硫化機上硫化，硫化條件為150℃/15MPa×15min，制備獲得改性芳綸1414漿粕增強甲基乙烯基硅橡膠復合材料。

本發明的原理如下：

利用低毒低鹽的DMAc-LiCl體系作為反應場所，更適合溶解芳綸1414漿粕纖維。對位芳綸漿粕纖維可以溶解于DMAC、DMF等少數非質子性溶劑，尤其在溶劑中加入鹽后溶解能力更強。DMAc與LiCl形成(DMAcLi)+大陽離子，使Cl-帶有更多負電荷，更容易與芳綸漿粕上酰胺基氫鍵結合形成環狀絡合物破壞芳綸結晶區網格，最終使芳綸大分子鏈分離溶解。

加入1～2％濃度戊二醛后可以令芳綸1414漿粕纖維表面部分水解及適度地與戊二醛縮合，反應過程如下圖所示，大量毛絨狀的微細纖維呈條狀與纖維主體分離，磷酸的加入會促進對芳綸纖維的改性，磷酸溶液處理的芳綸纖維表面會存在一定量的極性官能團，使得對位芳綸纖維形態結構變化明顯。最終接枝聚合后的芳綸分子形成了復雜的網狀微結構，交聯密度大，在跟硅橡膠結合的過程中纖維表面與復合物基體間形成了強粘合力的界面層。

附圖說明

圖1為本發明實施例的制作方法的流程示意圖；