[發(fā)明專利]一種超細(xì)碳酸鈣和橡膠復(fù)合材料的制備方法

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107488280A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文康;張宸宇;歐西江
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西華洋礦源材料有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/26;C08K7/06;C08K3/30;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/04;C08K3/06;C08K5/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11340
• 代理人: 林德利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于橡膠生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超細(xì)碳酸鈣和橡膠復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

天然橡膠是橡膠材料中物理力學(xué)性能與工藝加工性能協(xié)調(diào)性最好的品種，但天然橡膠本身存在的一些特點(diǎn)導(dǎo)致其同時(shí)具備了性能波動(dòng)大、所需硫化時(shí)間長短不一難掌握、容易老化等缺點(diǎn)，不進(jìn)行配合改性和混煉無法直接使用。碳酸鈣晶體具有強(qiáng)度高、模量高、耐熱與隔熱性好等優(yōu)良特性，是一種質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的綠色環(huán)保材料。然而在碳酸鈣添加量過大也會(huì)導(dǎo)致橡膠強(qiáng)度、韌性等各方面性能的大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超細(xì)碳酸鈣和橡膠復(fù)合材料的制備方法，該生產(chǎn)方法操作簡單、能夠在所以保證碳酸鈣被用作橡膠添加物增量、降本的同時(shí)，也能保持橡膠強(qiáng)度和韌性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超細(xì)碳酸鈣和橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將碳酸鈣粉碎，篩選出1500-2000目的超細(xì)碳酸鈣粉末；

(2)將超細(xì)碳酸鈣粉末加入水，攪拌10-20min，再加入表面改性劑，在60-80℃攪拌10-20min，之后趁熱過濾，得到改性超細(xì)碳酸鈣，所述改性劑為Si-69、硬脂酸鈉和丙酮的無水乙醇溶液；

(3)將步驟(2)的改性超細(xì)碳酸鈣脫水干燥后得到改性超細(xì)碳酸鈣晶體；

(4)在開煉機(jī)上將步驟(3)所制得的超細(xì)碳酸鈣晶體和配合劑加入天然橡膠中在70-100℃混煉25-35min，再加入硫化劑在60-120℃混煉40-60min，之后從出料口排出，干燥后得到干燥物，所述配合劑為鋼纖維、硫酸鋇、氧化鋁、二氧化硅、炭黑的混合漿料；

(5)將步驟(4)的干燥物放入研磨機(jī)，加入研磨劑，將物料研磨至20-30目的物料；

(6)將步驟(5)的物料熱壓成型，得到復(fù)合材料。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，步驟(1)中，步驟(2)中所述改性劑溶液當(dāng)中，Si-69的含量為1-3％，硬脂酸鈉的含量為0.8-1.6％，丙酮的含量為2-4％。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，步驟(3)中，所述改性超細(xì)碳酸鈣經(jīng)過離心機(jī)脫水，再經(jīng)過干燥爐干燥。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，所述開煉機(jī)為強(qiáng)力加壓翻轉(zhuǎn)式開煉機(jī)。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，步驟(4)中，所述各組分的重量份為：天然橡膠30-40份、超細(xì)碳酸鈣10-20份、鋼纖維16-18份、硫酸鋇4-6份、氧化鋁1-4份、二氧化硅1-5份、炭黑2-4份。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，步驟(4)中，所述硫化劑為硫磺或過氧化二異丙苯。

作為進(jìn)一步的改進(jìn)方式，所述研磨劑為鋯石粉和碳化硅的。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1.在現(xiàn)有技術(shù)中，在橡膠當(dāng)中添加過量的碳酸鈣容易導(dǎo)致橡膠強(qiáng)度、韌性等各方面性能的大幅下降；添加過少又達(dá)不到改善橡膠性能的作用。本發(fā)明通過改性劑為Si-69、硬脂酸鈉和丙酮的無水乙醇溶液對碳酸鈣進(jìn)行改性，使復(fù)合材料定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度大大提升，改性超細(xì)碳酸鈣能有效改善其在天然橡膠中的分散性和分散穩(wěn)定性，有效提高其與天然橡膠的濕潤性和結(jié)合力，從而提升了復(fù)合材料的物理機(jī)械性能。在開煉步驟中加入鋼纖維、硫酸鋇、氧化鋁、二氧化硅、炭黑的混合漿料，能夠有效提高橡膠強(qiáng)度和韌性，最后經(jīng)過研磨之后再熱壓成型，提高該復(fù)合材料的密度。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，能夠在保證碳酸鈣被用作橡膠添加物增量、降本的同時(shí)，也能保持橡膠強(qiáng)度和韌性。

2.經(jīng)過離心脫水再放入干燥爐干燥，使得到的改性碳酸鈣純度更高，同時(shí)保持改性碳酸鈣的性能。

3.通過硫磺或過氧化二異丙苯對復(fù)合材料進(jìn)行硫化，提高碳酸鈣對橡膠機(jī)械性能的改善。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。

實(shí)施例1：

一種超細(xì)碳酸鈣和橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將碳酸鈣粉碎，篩選出1500目的超細(xì)碳酸鈣粉末；

(2)將步驟(1)的超細(xì)碳酸鈣粉末加入水，攪拌10min，再加入表面改性劑，在60℃攪拌10min，之后趁熱過濾，得到改性超細(xì)碳酸鈣，改性劑為Si-69、硬脂酸鈉和丙酮的無水乙醇溶液；

(3)將步驟(2)的改性超細(xì)碳酸鈣脫水干燥后得到改性超細(xì)碳酸鈣晶體；

(4)在開煉機(jī)上將步驟(3)所制得的超細(xì)碳酸鈣晶體和配合劑加入天然橡膠中在70℃混煉25min，再加入硫化劑在60℃混煉40min，之后從出料口排出，干燥后得到干燥物，配合劑為鋼纖維、硫酸鋇、氧化鋁、二氧化硅、炭黑的混合漿料；