[發明專利]一種快速凝聚制備高嶺土/橡膠納米復合材料的方法

有效

• 申請號: 201810128371.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN110128720B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 吉雷波;張學法;張士龍;曹偉;華振
• 申請（專利權）人: 棗莊市三興高新材料有限公司
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L7/00;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/22;C08K5/09
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 王明霞

本發明屬于粘土/橡膠納米復合材料的制備領域，具體地說，涉及一種快速凝聚制備高嶺土/橡膠納米復合材料的方法。所述的方法包括：1)將橡膠乳液與高嶺土懸浮液混合，攪拌均勻；2)向所得的高嶺土/橡膠混合液中添加凝聚劑溶液，形成粒狀凝聚物；3)將粒狀凝聚物進行洗滌、干燥脫水，形成凝聚干燥物；4)將凝聚干燥物進行混煉、硫化，制得所述的高嶺土/橡膠納米復合材料。本發明方法制備的橡膠納米復合材料，高嶺土在橡膠基體中均呈現納米級分散，所制備的復合材料均具有良好的力學性能、動態力學性能及氣密性能。

技術領域

本發明屬于粘土/橡膠納米復合材料的制備領域，具體地說，涉及一種快速凝聚制備高嶺土/橡膠納米復合材料的制備方法。

背景技術

粘土因其天然的納米尺寸，及豐富的儲量、低廉的價格，在聚合物填料領域得到廣泛的應用。目前粘土/聚合物納米復合材料的制備工藝主要有機械共混、原位共混、溶液共混及乳液共混等。不同的制備工藝，會顯著影響納米粘土粉體在聚合物基體中的分散形態，并進一步影響其應用性能。

機械共混是聚合物加工尤其是橡膠制備工藝中最常用的共混工藝，通常采用雙輥混煉機或者密煉機，將熔融狀態的聚合物、填料、其他配合劑，在強剪切力作用下反復混煉均勻。機械共混法作為橡膠工業中最為廣泛應用的共混工藝，通常無法高效完成填料在橡膠中的良好分散。

原位共混，是將填料與聚合物的單體混合，攪拌均勻后添加聚合引發劑，完成粘土在聚合物中的分散。原位共混多見于塑料加工領域，在樹脂及橡膠領域中的應用較少。

溶液共混法是將聚合物溶解在某溶劑中，同時配制填料在改溶劑中的懸浮液，然后將兩者混合攪拌均勻，再將溶劑脫除，完成填料/聚合物混煉。溶液共混法多見于塑料及樹脂加工，在橡膠加工領域的應用較少，且主要集中在丁基橡膠領域。

最近，研究人員提出了一種基于橡膠乳液的具有通用性及環境友好型的橡膠彈性體的制備工藝。這種工藝首先將橡膠乳液和填料懸浮液均勻混合，然后將添加凝聚劑以完成橡膠-填料的共凝聚，即為乳液共凝聚法，也稱乳液共混法。

張立群等人在專利200510084326.8中公開了一種有機粘土與丁苯橡膠納米復合材料的制備方法。該方法將烷基銨鹽有機改性的蒙脫土水系懸浮液，與丁苯橡膠膠乳混合，添加稀硫酸及稀鹽酸為破乳劑，完成混合物的共凝聚，再經洗滌、干燥、混煉、硫化得到丁苯橡膠納米復合材料。該方法中粘土漿液的固含量為1.5～2.5％，凝聚劑稀采用硫酸或稀鹽酸，凝聚劑溶液的質量濃度為1％，該專利未對橡膠乳液固含量及凝聚劑添加速度做出要求。

張立群等人在專利200610114731.4中公開了一種硅烷偶聯劑的粘土與丁苯橡膠納米復合材料的制備方法。該方法將蒙脫土經γ-氨丙基三乙氧基硅烷和雙-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物改性，再與丁苯橡膠乳液攪拌混合，添加稀硫酸及稀鹽酸為破乳劑，完成混合物的共凝聚，再經洗滌、干燥、混煉、硫化得到丁苯橡膠納米復合材料。該方法中粘土漿液的固含量為1.5～2.5％，凝聚劑為稀硫酸或稀鹽酸，凝聚劑溶液的質量濃度為1％，該專利未對橡膠乳液固含量及凝聚劑添加速度做出要求。

張立群等人在專利98101496.8中公開了一種粘土/橡膠納米復合材料的制備方法。該方法所述粘土為綠土、蒙脫土、滑石粉、貝得石、水輝石、硅石或多水高嶺土，使用微波或超聲波使其形成均勻的水系懸浮液，與橡膠乳液共混后，使用氯化氫及氯化鈣為破乳劑，完成混合物的共凝聚，再經洗滌、干燥、混煉、硫化得到丁苯橡膠納米復合材料。該方法中粘土漿液的固含量為0.2～20％，凝聚劑為稀鹽酸或氯化鈣水溶液，其中稀鹽酸的質量份數為1.5％左右，氯化鈣水溶液的質量分數為2％左右，該專利未對橡膠乳液固含量及凝聚劑添加速度做出要求。