[發(fā)明專利]一種有機無機雜化改性凹凸棒土三元乙丙橡膠復(fù)合材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710079855.1
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106832612A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆波;林敦玉;陳慶棟
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中業(yè)登泰新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/12;C08K9/06;C08K3/34;C08K3/36;C08K3/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司32102
• 代理人: 郭百濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三元乙丙橡膠復(fù)合材料，更具體地說涉及一種有機無機雜化改性凹凸棒土三元乙丙橡膠復(fù)合材料。

背景技術(shù)

三元乙丙橡膠(ethylene propylene dien monomer，EPDM)具有高度的耐老化性、優(yōu)秀的耐腐蝕、耐水、耐油性，以及優(yōu)異的絕緣性能，廣泛用于密封器件、電絕緣制品、室外運動器材制品等。但由于EPDM為非結(jié)晶橡膠，需補強才能夠獲得較好的性能指標(biāo)。常規(guī)的EPDM補強材料是炭黑，炭黑的填充份數(shù)和粒徑影響了補強橡膠的性能。盡管炭黑補強EPDM可以獲得良好的物理性能，但只能生產(chǎn)黑色的EPDM橡膠復(fù)合材料制品。納米無機礦物如蒙脫土、輕鈣、二氧化硅、陶土等資源豐富，價格低廉，種類繁多，廣泛用于補強EPDM，可以生產(chǎn)淺色或彩色EPDM制品。改性蒙脫土填充EPDM(Influence of clay modification on the structure and mechanical properties of EPDM/montmorillonite nanocomposites[J].Polym Test,2004,23:217–223.)，盡管降低了橡膠的交聯(lián)密度，但提高了材料的拉伸強度。采用不同比例的膨潤土、碳酸鈣和二氧化硅填充EPDM(Comparative study on the effect of partial replacement of silica or calcium carbonate by bentonite on the properties of EPDM composites[J].Polym Test,2012,31:199–208.)，則會發(fā)現(xiàn)隨著膨潤土比例的增加，硫化時間縮短。

凹凸棒石粘土(Attapulgite，palygorskite)簡稱“凹凸棒土”或“凹土”，是以凹凸棒石為主要成分的一種多孔型鏈層狀含水富鎂鋁硅酸鹽類粘土礦物(以下簡稱“凹凸棒土”)，屬于典型的納米-亞微米非金屬礦。凹凸棒土的理論化學(xué)式為Si₈Mg₅O₂₀(OH)₂(H₂O)₄·4H₂O。在每一個晶體單元內(nèi)含有8個水分子，其中4個與鎂離子配位，作為結(jié)晶水；另4個水分子以游離態(tài)存在，束縛于結(jié)構(gòu)孔道內(nèi)；結(jié)構(gòu)內(nèi)部還存在羥基結(jié)構(gòu)。凹凸棒土的實際組成隨著Si被Al的取代，Mg被Al、Fe等元素的取代(稱之為類質(zhì)同相替代)而有所變化，隨產(chǎn)地和礦層結(jié)構(gòu)的不同，成份也略有差異。

凹凸棒土顯微結(jié)構(gòu)一般包括三個層次：(1)基本結(jié)構(gòu)單元——微棒狀或纖維狀單晶體，簡稱棒晶，單元晶層有上、下兩條硅氧四面體雙鏈晶片，中間夾5個鎂(或鋁)氧八面體，每個單元層相互間通過共用的氧原子連接成孔道式的晶體結(jié)構(gòu)，形成纖維狀的單晶(多呈平直的針狀、棒狀或纖維狀)，單個棒晶的直徑為0.01μm數(shù)量級，長度可達(dá)0.1～1μm；(2)由棒晶平行聚集而成的棒晶束，平行排列的納米棒晶纖維間自然形成眾多的平行隧道空隙，微米級別凹凸棒石的內(nèi)部空隙體積占顆?？傮w積的30％以上；(3)由晶束(包括棒晶)相互聚集堆砌而形成的各種聚集體，粒徑通常為0.01～0.1mm數(shù)量級。受自身親水性及傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的局限，通常凹凸棒土產(chǎn)品粒徑大，與聚合物復(fù)合往往只能起到填充增量作用。