[發明專利]一種熱塑性硫化橡膠納米復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810183000.8
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN110229423B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 馬永梅;張京楠;鄭鯤;曹新宇;尚欣欣;葉鋼
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L23/12;C08K3/34;C08K5/41;C08L89/00;C08L79/08;C08L61/06;C08K3/22;C08L7/00;C08L23/06;C08L71/02;C08L35/00;C08K3/24;C08L23/22
• 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

1.一種熱塑性硫化橡膠納米復合材料，其特征在于，

所述納米復合材料是由預混料經熔融共混制得的，所述預混料是由結合有液體介質的納米材料充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間形成的，所述熱塑性硫化橡膠包括非極性塑料和非極性橡膠；所述液體介質注入層狀納米材料的層間，形成充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間的膏狀物，所述膏狀物的稠度為0～100mm，但不為0mm；所述納米材料包括層狀納米材料，所述層狀納米材料的至少部分片層在復合材料中呈擴張狀；

所述納米復合材料是由如下方法制備的：

(1) 將液體介質、納米材料和助劑混合攪拌，得到膏狀物，并在膏狀物中加入膠乳，所述膠乳與膏狀物的質量比為0.1～10:1；

(2) 將步驟(1)中得到膏狀物和膠乳的混合物與熱塑性硫化橡膠顆粒混合，令膏狀物充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間得到預混料；

(3) 將步驟(2)中的預混料進行熔融共混，得到納米復合材料；

所述液體介質為水，所述液體介質與層狀納米材料的質量比為5～50:1；

步驟(1)中，在層狀納米材料中加入助劑以提高層間含液量，令所述層狀納米材料的層間所含液體介質占膏狀物總質量的50～98%，所述助劑與層狀納米材料的質量比為0.01～50:1。

2.根據權利要求1所述的納米復合材料，其特征在于，所述層狀納米材料包括由固定結構單元通過共用的角、邊或面堆積而成的多層空間網狀結構，各層間存在可移動的離子或分子。

3.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述熱塑性硫化橡膠中，非極性塑料與非極性橡膠的重量比為20～80:80～20；所述非極性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或ABS中的一種，非極性橡膠包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠中的一種。

4.根據權利要求3所述的復合材料，其特征在于，所述熱塑性硫化橡膠中，非極性塑料與非極性橡膠的重量比為30～50:70～50。

5.根據權利要求3或4所述的復合材料，其特征在于，納米材料與熱塑性硫化橡膠的質量比為0.1～20:100。

6.根據權利要求5所述的復合材料，其特征在于，納米材料與熱塑性硫化橡膠的質量比為1～10:100。

7.根據權利要求6所述的復合材料，其特征在于，納米材料與熱塑性硫化橡膠的質量比為3～8:100。

8.一種如權利要求1～7任意一項所述熱塑性硫化橡膠納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1) 將液體介質、納米材料和助劑混合攪拌，得到膏狀物，并在膏狀物中加入膠乳，所述膠乳與膏狀物的質量比為0.1～10:1；

(2) 將步驟(1)中得到膏狀物和膠乳的混合物與熱塑性硫化橡膠顆粒混合，令膏狀物充盈粘附于熱塑性硫化橡膠顆粒間得到預混料；

(3) 將步驟(2)中的預混料進行熔融共混，得到納米復合材料；

所述液體介質為水，所述液體介質與層狀納米材料的質量比為5～50:1；

步驟(1)中，所述納米材料包括層狀納米材料，還包括在層狀納米材料中加入助劑以提高層間含液量，令所述層狀納米材料的層間所含液體介質占膏狀物總質量的50～98%，所述助劑與層狀納米材料的質量比為0.01～50:1。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，在熔融共混的溫度高于液體介質的沸點并達到熱塑性硫化橡膠塑化溫度的過程中，液體介質氣化，將團聚的納米材料分離；所述液體介質的沸點低于熱塑性硫化橡膠的塑化溫度。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述液體介質與納米材料的重量比為5～20:1。