[發明專利]一種納米芳綸纖維改性丁腈橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201910604985.1
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110204806A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 呂情情;馬韻升;劉振學;張云奎;郝福蘭;莊銳;王凱凱
• 申請（專利權）人: 黃河三角洲京博化工研究院有限公司
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L77/10;C08K13/02;C08K5/09;C08K3/22
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 豆貝貝

本發明提供了一種納米芳綸纖維改性丁腈橡膠及其制備方法，改性丁腈橡膠由以下原料混煉制得，所述原料包括丁腈橡膠、改性芳綸纖維?丁腈橡膠母煉膠、硫磺、活化劑和促進劑；所述改性芳綸纖維?丁腈橡膠母煉膠由改性芳綸纖維和丁腈橡膠混煉制得；所述改性芳綸纖維采用偶聯劑對芳綸改性制得；所述偶聯劑選自硅烷偶聯劑Si?69、KH?550、KH570、KH?151、KH?792和多巴胺中的一種或多種。該改性丁腈橡膠的制備原料包括由改性芳綸纖維和丁腈橡膠混煉制得的改性芳綸纖維?丁腈橡膠母煉膠，其經過與丁腈橡膠在硫磺、活化劑、促進劑的存在下混煉后，改性芳綸纖維在丁腈橡膠中分散良好，進而提高丁腈橡膠的拉伸強度和定伸應力。

技術領域

本發明屬于橡膠技術領域，尤其涉及一種納米芳綸纖維改性丁腈橡膠及其制備方法。

背景技術

芳香族聚酰胺纖維，簡稱芳綸纖維(PPTA)，是指由含酰胺鍵的芳香環相互連接構成的線性大分子，通過液晶紡絲而成的有機高分子纖維。美國聯邦貿易委員會將芳綸纖維定義為至少存在85％的酰胺鍵(-CONH-)與兩個苯環直接相連而成的聚酰胺。芳綸纖維結構規整，不僅具有高強度、高模量、耐酸堿性、耐化學藥品性、耐疲勞性、耐高溫、質量輕等優異性能，而且也具有高度的耐磨性和橡膠粘合性能。早在20世紀60年代，杜邦公司開始就芳香族聚酰胺纖維展開研究，并于1972年實現芳綸纖維的規模化量產，在很多領域逐漸取代了鋼絲和玻璃纖維，廣泛應用于航空航天、土工織物、國防設施、橡膠制品等領域。

芳綸纖維兼具無機纖維的物理性能和有機纖維的加工性能，是一種優良的補強材料，可作為增強塑料、橡膠等復合材料的骨架材料。然而，芳綸纖維呈明顯的皮芯結構，表面晶格致密，具有高度結晶的分子鏈結構和較大的位阻效應，使得酰胺基團與其他原子或基團很難發生化學反應或者其他作用。同時，芳綸表面缺少化學活性官能團，形成氫鍵的能力低，表面浸潤性較差，而且纖維結構中的高結晶度導致纖維表面高度光滑，導致芳綸纖維與橡膠基體粘結性較差，極大地限制了芳綸纖維在橡膠領域中的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種納米芳綸纖維改性丁腈橡膠及其制備方法，該改性丁腈橡膠具有較高的拉伸強度。

本發明提供了一種改性丁腈橡膠，由以下原料混煉制得，所述原料包括丁腈橡膠、改性芳綸纖維-丁腈橡膠母煉膠、硫磺、活化劑和促進劑；

所述改性芳綸纖維-丁腈橡膠母煉膠由改性納米芳綸纖維和丁腈橡膠混煉制得；所述改性芳綸纖維采用偶聯劑對芳綸進行改性制得；

所述偶聯劑選自硅烷偶聯劑Si-69、KH-550、KH570、KH-151、KH-792和多巴胺中的一種或多種。

優選地，丁腈橡膠、改性芳綸纖維、硫磺、活性劑和促進劑的質量比為100:3.5～4.5:1.7～2.3:5～8:1.7～2.3。

優選地，所述改性納米芳綸纖維-丁腈橡膠母煉膠中改性芳綸纖維的質量含量為17～20％。

優選地，所述芳綸選自芳綸長絲、芳綸短纖、芳綸漿粕和芳綸納米纖維中的一種或多種；所述偶聯劑和芳綸的質量比為0.8～2.5:10。

優選地，所述芳綸納米纖維的直徑為50～80nm；芳綸納米纖維的長徑比為2000～5000:1。

優選地，所述活化劑選自硬脂酸和氧化鋅；

所述促進劑選自次磺酰胺類促進劑。

優選地，所述改性芳綸纖維采用偶聯劑對芳綸改性制得具體包括：

a)將芳綸分散于有機溶劑中，加入改性劑，攪拌條件下反應，旋蒸，干燥，得到改性芳綸纖維；

或b)將芳綸和改性劑浸漬，水洗，旋蒸后得到預改性芳綸；再將所述預改性芳綸分散于有機溶劑中，再次加入改性劑，攪拌條件下反應，再次旋蒸，干燥，得到改性芳綸纖維；