[發(fā)明專利]一種水滑石/環(huán)氧天然橡膠/溴化丁基橡膠復合材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810755226.0
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN110713665B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉力;周仕璋;胡水;溫世鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L23/28
• 分類號: C08L23/28;C08L15/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/28;C08K5/09
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發(fā)明公開了一種水滑石/環(huán)氧天然橡膠/溴化丁基橡膠復合材料及制備方法。所述復合材料是由包括以下組分的原料制備而得：環(huán)氧天然橡膠和溴化丁基橡膠、改性水滑石粉末、環(huán)保芳烴油、防老劑、促進劑、硫化劑、硬脂酸、氧化鋅和填料；所述改性水滑石粉末是由包括以下步驟的方法制備的：水滑石漿液與偶聯(lián)劑混合，超聲分散、干燥后制得改性水滑石粉末。本發(fā)明的改性水滑石粉末可作為優(yōu)異的補強填料引用在橡膠補強中，提高橡膠復合材料的氣密性以及耐屈撓性能，使得橡膠復合材料具有良好的氣密性、耐屈撓性能和力學性能。并且本發(fā)明工藝簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，進一步地說，是涉及一種水滑石/環(huán)氧天然橡膠/溴化丁基橡膠復合材料及制備方法。

背景技術(shù)

水滑石是一種層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxide Compounds,簡稱LDHs)，是一種陰離子黏土礦物，是具有堿性以及陰離子插層能力的無機層狀化合物。其來源可以天然開采，也可以人工合成。由于其制備工藝簡單，價格低廉而且組分結(jié)構(gòu)可控，近年來得到了長足發(fā)展。現(xiàn)在水滑石在各個方面已經(jīng)得到了廣泛的運用，例如藥物緩釋、基因療法、改善聚合物復合材料的熱穩(wěn)定性和阻燃性能、控制釋放或吸附農(nóng)藥、新型雜化材料(例如可見光發(fā)光、磁性納米顆粒)的制備、以及廢水處理。可以預見，由于其特殊的性能，水滑石的應(yīng)用遠遠不止于此。不僅水滑石片層間的陰離子可以置換，層板間的金屬陽離子也可以由半徑相近的二價或三價的金屬陽離子所取代，從而得到更優(yōu)異的綜合性能。水滑石是高面厚比的大片層結(jié)構(gòu)，片層尺寸可達微米級。層板結(jié)構(gòu)為正八面體，金屬陽離子位于八面體中心，氫氧根位于八面體的角，相鄰八面體公用棱而互相連接，組成了二維延伸的金屬氫氧化物。水滑石性能特征主要包括六個方面：(1)高面厚比的片層材料；(2)堿性；(3)層板組成的可調(diào)控性；(4)層間陰離子的可交換性；(5)阻燃性能；(6)記憶效應(yīng)以及熱穩(wěn)定性。本發(fā)明中主要利用水滑石的高面厚比特征。在橡膠中加入水滑石粉末，通過在開煉機上壓延取向，有效的阻隔了氣體通過并且有效的抵抗裂紋擴展，提高氣密性。

傳統(tǒng)水滑石上帶有的官能團種類單一，無法與橡膠基體上帶有的官能團很好的進行反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。因此，引入偶聯(lián)劑改性增加可反應(yīng)官能團，讓水滑石與橡膠基體結(jié)合更加緊密，減少水滑石遷移團聚現(xiàn)象，使得水滑石分散更好，復合材料性能更優(yōu)。水滑石改性可針對性的引入某種官能團，以增強特定的性能。如：用乙酰基丙氨基三乙氧基硅烷修飾水滑石層板表面并且引入其他配合物，以此來解決水滑石在聚合物基體中的分散以及水滑石與聚合物基體之間界面性能等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，本發(fā)明提供了一種水滑石/環(huán)氧天然橡膠/溴化丁基橡膠復合材料及制備方法。因為水滑石是大片層結(jié)構(gòu)，加入至橡膠基體中能阻礙氣體通過路徑并且有效的抵抗裂紋擴展，因此提高了復合材料的氣密性和耐屈撓性能。通過開煉機對該復合材料的剪切作用實現(xiàn)取向，使得水滑石粒子在橡膠基體中有序排列，大大提高橡膠復合材料的氣密性及耐屈撓性能。

本發(fā)明的目的之一是提供一種水滑石/環(huán)氧天然橡膠/溴化丁基橡膠復合材料。

所述復合材料是由包括以下組分的原料制備而得：

環(huán)氧天然橡膠和溴化丁基橡膠、改性水滑石粉末、環(huán)保芳烴油、防老劑、促進劑、硫化劑、硬脂酸、氧化鋅和填料；

各組份按重量份數(shù)計，

環(huán)氧天然橡膠和溴化丁基橡膠100重量份；

所述改性水滑石粉末是由包括以下步驟的方法制備的：

水滑石漿液與偶聯(lián)劑混合，超聲分散、干燥后制得改性水滑石粉末；

水滑石和偶聯(lián)劑的用量范圍比(0.5～500)：1；優(yōu)選為(10～50):1。

具體地，