[發明專利]一種粉煤灰橡膠補強材料及制備方法

在審

• 申請號: 201810320479.5
• 申請日: 2018-04-11
• 公開（公告）號: CN108484982A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 劉永明;劉宇;劉清亭;張冬;馬成斌
• 申請（專利權）人: 劉永明
• 主分類號: C08K13/06
• 分類號: C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/26;C08K3/26;C08K3/36;C08K3/34;C08K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種粉煤灰橡膠補強材料及其制備方法，其中，粉煤灰橡膠補強材料的原料包括粉煤灰、復配偶聯劑、表面活性劑、納米粒子、乙醇和水；制備方法包括對粉煤灰進行細化分散處理，得到預處理粉煤灰；配置復配偶聯劑；將復配偶聯劑、乙醇和水混合進行水解反應，得到第一溶液；將水和表面活性劑加入預處理粉煤灰中，攪拌均勻后，向其中加入納米粒子和第一溶液，在預定溫度下攪拌后，得到粉煤灰橡膠補強材料。本發明通過復配偶聯劑、表面活性劑，納米粒子等方式改性粉煤灰，在粉煤灰表面接枝有機基團，與炭黑并用填充橡膠，具有良好的補強效果，能改善混煉膠的加工性能，利用工業廢料回收再利用，節能環保。

技術領域

本發明涉及橡膠添加劑技術領域，特別涉及一種粉煤灰橡膠補強材料及制備方法。

背景技術

粉煤灰一般指火力發電廠排放的固體排放物，其綜合利用是一項龐大的系統工程，幾十年來，我國相關科技人員為此付出巨大的努力。進入21世紀后，粉煤灰導致的環境問題引起了更多的關注。現代社會下如何順應綠色環保新趨勢，將排放的粉煤灰充分利用起來，是今后相當長時期內的一項重要任務。目前粉煤灰的主流利用方式為水泥工業和混凝土工程，但使用規模有限，過剩的粉煤灰隨處堆放污染了當地環境，揚起的風塵使得當地空氣質量惡劣，嚴重的霧霾更是損害人民的健康。

橡膠工業中炭黑消耗量約占炭黑全部消耗量的94％，橡膠/炭黑復合材料更是被廣泛用于輪胎和其它橡膠制品的生產制造中。如果以粉煤灰作為橡膠補強填料，原料來源廣，生產制備工藝簡單，投資少，成本低，既可節約炭黑，又可解決環境污染問題，具有顯著的經濟效益和社會效益。但粉煤灰屬于無機極性物質，和大多數的無機填料一樣由于表面存在羥基呈現親水性，并且表面酸性羥基可能會延遲硫化而限制其使用。因此，要提高粉煤灰在橡膠中的填充性能和補強效果，必須對粉煤灰進行表面改性處理，以增強其與橡膠材料之間的相容性。

現有的粉煤灰補強材料存在價格昂貴、制備工藝復雜、粘合劑使用量大、處理效率不高，對熱敏感等一系列問題，因此，開發出一種成本低廉、工藝簡單的粉煤灰補強材料成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明需解決的技術問題是提供一種粉煤灰橡膠補強材料及制備方法，以解決現有技術的成本較高、工藝復雜的問題。

為了解決上述問題，本發明提供一種粉煤灰橡膠補強材料及制備方法，其采取的技術方案如下：

一方面，本發明實施例公開了一種粉煤灰橡膠補強材料，其包括粉煤灰、復配偶聯劑、表面活性劑、納米粒子、乙醇和水。

進一步地，以重量份計，粉煤灰：復配偶聯劑：表面活性劑：納米粒子：乙醇：水為100:(1-5)：(0.5-5)：(1-10)：(1-10)：(5-100)。

優選地，粉煤灰：復配偶聯劑：表面活性劑：納米粒子：乙醇：水為100:2：(0.5-5)：(0.5-10)：2:1。

進一步地，所述復配偶聯劑包括硅烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑和鈦酸酯偶聯劑，其中，按重量份計，硅烷偶聯劑：鋁酸酯偶聯劑：鈦酸酯偶聯劑為(4-7):(6-3):(0-1)；優選為5:4:1。

進一步地，所述表面活性劑為直鏈烷烴苯磺酸鈉。

進一步地，所述納米粒子包括納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米高嶺土一種或多種混合。

另一方面，本發明實施例還公開了上述任一項所述的材料的制備方法，其包括：

對粉煤灰進行細化分散處理，得到預處理粉煤灰；

配置復配偶聯劑；

將復配偶聯劑、乙醇和水混合進行水解反應，得到第一溶液；

將水和表面活性劑加入預處理粉煤灰中，攪拌均勻后，向其中加入納米粒子和第一溶液，在預定溫度下攪拌后，得到粉煤灰橡膠補強材料。