[發明專利]一種天然橡膠復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610921569.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN106633218B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 丁國新;陶玉虎;劉志同;羅林
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K7/10;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/06;C08K5/40;C08K5/47
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 周小麗

本發明提供了一種天然橡膠復合材料，由以下重量份的組分組成：天然橡膠100份，氧化鋅3～6份，硬脂酸1～2份，防老劑1～2份，促進劑1～1.5份，硫磺1.5～2.5份，炭黑30～50份，改性的玄武巖纖維2～8份。本發明所述復合材料，將改性的玄武巖纖維添加到天然橡膠的配方中，能夠提高天然橡膠復合材料的拉伸強度、直角撕裂強度，降低其滾動阻力等。本發明還提供了上述天然橡膠復合材料的制備方法，其工藝簡單，成本低廉。

技術領域

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

背景技術

玄武巖纖維作為我國重點發展的四大纖維之一，在我國基本上實現了工業化生產。玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成的玄武巖石料在高溫熔融后，通過漏板快速拉制而成的。玄武巖纖維的硬度很高，因而具有優異的耐磨、抗拉性能。玄武巖纖維為非晶態物質，使用溫度最高可達700℃，耐酸堿，抗紫外線性能強，吸濕性低，有較好的耐環境性能。此外，還有較好的高溫過濾性、抗輻射和良好的透波性、環保潔凈及較好的力學性能。

但玄武巖纖維同時具有表面化學惰性，需要對其化學改性，以改善纖維與基體間的結合狀態來提高復合材料的界面結合性能，進而提高復合材料的綜合性能，現有技術中，玄武巖纖維的界面處理多借鑒玻璃纖維的界面處理方式，以硅烷偶聯劑為主。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種天然橡膠復合材料，通過鈦酸酯偶聯劑將玄武巖纖維和有機聚合物結合起來，明顯改善二者的親和性，提高玄武巖纖維的分散性，并將改性的玄武巖纖維添加到天然橡膠的配方中，以提高天然橡膠的拉伸強度、撕裂強度，降低滾動阻力等。

本發明采用的技術方案是：

一種天然橡膠復合材料，由以下重量份的組分組成：

所述促進劑為促進劑NS和促進劑TMTD。

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，由以下重量份的組分組成：

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，所述玄武巖纖維為短切絲，單絲直徑15μm，長3mm。

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，所述促進劑NS和促進劑TMTD的質量比為10:3。

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，所述改性的玄武巖纖維為鈦酸酯偶聯劑改性的玄武巖纖維，所述鈦酸酯偶聯劑為PN-131、PN-311和TG-38S中的一種。所述鈦酸酯偶聯劑作為一種多功能助劑，既可用作偶聯劑，又可用作分散劑和粘合劑。

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，所述炭黑為炭黑N330。

本發明所述的天然橡膠復合材料，其中，所述防老劑為防老劑4020。防老劑4020具有良好的抗氧化效能外，還有抗臭氧、抗曲撓龜裂和抑制銅、錳等有害金屬的作用，毒性小。

本發明還提供了上述天然橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)改性玄武巖纖維的制備：室溫下，將0.15-0.45g鈦酸酯偶聯劑用200-300mL的乙酸乙酯稀釋后，再加入3-5g玄武巖纖維，高速攪拌4-6h，反應結束后用去離子水將反應產物洗滌過濾，80～90℃干燥48h，得到改性玄武巖纖維；

(2)天然橡膠復合材料的制備：