[發明專利]一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011134144.8
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112500619A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 宋建暉;魏玉函;郭大雙
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L9/04
• 分類號: C08L9/04;C08L77/10;C08L33/02;C08L71/02;C08L1/02;C08L5/04;C08L5/00;C08L39/06;C08L3/06;C08K13/02;C08K5/09;C08K3/22;C08K5/44;C08K3/06
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 賈楠楠

本發明提供了一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料及制備方法，包括丁腈膠乳100份，改性芳綸纖維0.2?20份，增稠劑0.1?5份，輔料5?14份，均為質量份。制備方法包括1）將增稠劑與丁腈乳膠混合，加入改性芳綸纖維，攪拌混合均勻得到預混膠乳；2）在預混膠乳中滴加氯化鈣?乙醇溶液，改性芳綸纖維絮凝沉降得到預混膠，將預混膠進行干燥，得到母煉膠；3）將上述母煉膠在開煉機上進行共混，橡膠塑煉包輥后依次加入輔料并翻煉，薄通，下片，得到混煉膠；4）將上述混煉膠靜置后硫化，得到最終產品。本發明中芳綸纖維在丁腈膠乳基體中分散性良好，與橡膠基體界面粘合更強，復合材料的性能明顯提高。

技術領域

本發明涉及纖維增強復合材料技術領域，特別涉及一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料及制備方法。

背景技術

芳綸纖維具有比強度高、模量大、耐疲勞、耐磨等特點，已被廣泛應用于航空航天、機械、軍事、電子電氣等各個領域。丁腈橡膠是一種非結晶性的合成橡膠，其分子結構中帶有極性氰基，具有良好的耐油性、耐磨性、氣密性、抗靜電性等。未補強的丁腈橡膠強度比較低，將芳綸纖維與丁腈橡膠共混制備短纖維增強聚合物（SFRP）復合材料，在保留橡膠原有特性的同時，能夠極大地提高復合材料的機械力學性能。眾所周知，纖維增強聚合物復合材料的機械力學性能不僅取決于纖維和基體自身力學性能，還取決于纖維表面性質以及復合材料中纖維與基體界面處的載荷傳遞機理。然而芳綸纖維分子結構中存在大量不易自由旋轉和移動的苯環，限制了酰胺基團與分子內或分子間的其他基團的氫鍵作用或化學反應，導致芳綸纖維表面光滑，化學惰性，芳綸纖維與基體間的界面粘合力較小。此外，由于芳綸纖維長徑比大且質地柔軟，與聚合物基體共混很難得到均勻分散，這限制了其在高性能復合材料中的應用。因此，提高芳綸纖維在基體中的分散及與聚合物基體的界面結合能力，更好地發揮芳綸纖維優異的性能和拓展芳綸纖維在高性能復合材料中的應用，是目前芳綸纖維增強復合材料中首要解決的問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料及制備方法，制備工藝簡單，芳綸纖維在丁腈膠乳基體中分散性良好，與橡膠基體界面粘合更強，復合材料的性能明顯提高。

本發明的一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料，包括丁腈膠乳100份，改性芳綸纖維0.2-20份，增稠劑0.1-5份，輔料5-14份，均為質量份。

本發明的一種芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：1）將增稠劑與丁腈乳膠混合得到增稠膠乳，將改性芳綸纖維加入到增稠膠乳中，攪拌混合均勻得到預混膠乳；2）在預混膠乳中逐步滴加氯化鈣-乙醇溶液，使預混膠乳中的改性芳綸纖維絮凝沉降得到預混膠，將預混膠進行干燥，得到母煉膠；3）將上述母煉膠在開煉機上進行共混，橡膠塑煉包輥后依次加入輔料并翻煉，薄通，下片，得到混煉膠；4）將上述混煉膠靜置后進行硫化，得到最終產品。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：本發明首先進行改性芳綸纖維預處理和液態膠乳增稠預處理，通過濕法煉膠技術，液態下改性芳綸纖維與增稠膠乳充分混合，提高了芳綸纖維在膠乳基體中的分散性以及與基體的結合性，復合材料性能明顯提高。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。

本實施例中芳綸纖維增強丁腈橡膠復合材料，包括丁腈膠乳100份，改性芳綸纖維0.2-20份，增稠劑0.1-5份，，輔料5-14份，均為質量份。其中丁腈乳膠是橡膠經乳化處理得到的懸浮乳液，是液態乳膠。

其中輔料包括硬脂酸1-3份，氧化鋅2-5份，促進劑CZ（次磺酰胺類促進劑，N-環己基-2-苯并唑次磺酰胺）1-3份，硫磺1-3份，均為質量份。