[發明專利]一種芳綸漿粕母膠的制備方法及得到的母膠與應用

有效

• 申請號: 201911266216.1
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN112940305B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 吳衛東;李華卿;朱榮法;朱新軍;湯楠;楊昕橋
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L83/07;C08L77/10
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 馬營營

本發明公開了一種芳綸漿粕母膠的制備方法及得到的母膠與應用，所述制備方法包括以下步驟：步驟1、采用改性劑對芳綸漿粕進行表面改性處理，得到改性芳綸漿粕；步驟2、采用潤滑劑和隔離助劑對所述改性芳綸漿粕進行處理，得到芳綸漿粕預分散復合物；步驟3、采用橡膠基體與所述芳綸漿粕預分散復合物混合，得到芳綸漿粕母膠。利用本發明所述方法對芳綸漿粕進行處理后，可以有效提高芳綸漿粕在橡膠中的分散性以及提高芳綸漿粕與橡膠的界面結合性能；同時，所述芳綸漿粕母膠在應用于橡膠中時，可以有效提高橡膠的模量以及撕裂強度等。

技術領域

本發明涉及芳綸漿粕，尤其涉及芳綸漿粕母膠，特別涉及一種芳綸漿粕母膠的制備方法及得到的母膠與應用。

背景技術

芳綸漿粕(Aramid?Pulp，以下簡稱AP)是對芳綸短纖維表面原纖化后所得到的一種差別化短纖維產品，最早由美國杜邦公司于1984年所開發而出，當時主要用來取代石棉等纖維產品，是一種直徑為納米尺寸和微米尺寸纖維混雜的次微米級短纖維。其比表面積遠大于芳綸短纖維且主干纖維周圍有大量的超細短纖維纏繞，使得AP相比較芳綸短纖維而言，在具有芳綸短纖維所有的高模量、高強度、耐磨、耐高溫及耐化學腐蝕的同時，能夠與橡膠基體有更多的結合點，從而具有遠高于普通芳綸短纖維的補強性能。然而正是由于這種大量超細短纖維纏繞的特殊結構，使得芳綸漿粕具有高表面能，若將芳綸漿粕直接加入到橡膠基體中會發生大量的團聚現象，難以分散均勻，團聚的芳綸漿粕便會成為應力集中點，從而成為材料的缺陷，使得材料性能不升反降。

同時芳綸漿粕的分子鏈結構為聚對苯二甲酰對苯二胺，主鏈的苯環屏蔽了活性基團酰胺鍵，使得芳綸漿粕反應活性很低，從而導致其與橡膠基體的界面結合性極弱，而界面性能是影響填料增強橡膠復合材料性能的重要因素，尤其是纖維增強橡膠材料這種模量差異大的復合材料。也正是由于難分散和反應活性低，使得性能優異的芳綸漿粕難以在增強橡膠材料領域發揮其作用，因此，對芳綸漿粕進行表面改性及預分散處理具有重要意義和廣闊的應用空間。

硅橡膠作為一種雜鏈高分子橡膠材料，其主鏈為—Si—O—Si—的結構，側鏈為有機基團，正是由于這種分子結構，其具有優異的耐高低溫性能，且可以通過改變側鏈基團的種類，獲得各種不同性能的硅橡膠材料，廣泛應用于航空橡膠件、密封材料、阻尼減震材料以及耐燒蝕材料等中。但是因其力學性能較差，往往需要添加填料以提高其力學性能，目前常用的填料為白炭黑等。雖然有了填料的補強，但是硅橡膠的拉伸強度、模量、撕裂強度等力學性能依然十分不理想，而芳綸漿粕作為一種短纖維補強填料，可以有效提高材料的模量、撕裂強度、抗裂紋擴展性能等。

但是，目前對于芳綸漿粕填充硅橡膠材料的研究應用、以及相關硅橡膠用芳綸漿粕的專利很少，其主要原因是硅橡膠模量太低，加工過程中剪切力較一般常見橡膠要小的多，使得原本就在其他橡膠中難以分散均勻的芳綸漿粕更加難以分散，且硅橡膠與芳綸漿粕的界面結合性能較弱，因此若可以解決芳綸漿粕在硅橡膠中的分散性能以及界面結合性能，則可使芳綸漿粕有效填充至硅橡膠中，從而提高硅橡膠的力學性能。

發明內容

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提供了一種芳綸漿粕母膠及其制備與應用，可以有效提高芳綸漿粕在橡膠(尤其是硅橡膠)中的分散性以及提高其與橡膠基體的界面結合性能，將其填充至橡膠基體中可以有效提高材料的模量以及撕裂強度等。

本發明目的之一在于提供一種芳綸漿粕母膠的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、采用改性劑對芳綸漿粕進行表面改性處理，得到改性芳綸漿粕。

在一種優選的實施方式中，在步驟1中，所述改性劑為封端聚異氰酸酯和環氧樹脂。

其中，本發明所采用的封端聚異氰酸酯為脂肪族封端聚異氰酸酯。

在進一步優選的實施方式中，基于40重量份步驟1所述芳綸漿粕，改性劑的用量為1.6～4.8重量份，優選為1.6～3.2重量份。

其中，改性劑的用量即是指聚異氰酸酯和環氧樹脂的總用量。