[發明專利]一種鍍銅微珠-橡膠復合材料及其制備工藝

在審

• 申請號: 202210797871.5
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN115011008A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張振秀;李亞茹;王一鳴;趙英杰;魯春帥;賈立疆
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L9/00;C08L7/00;C08K9/02;C08K9/04;C08K7/28;C08L23/16;C08L9/02
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 陳起

一種鍍銅微珠?橡膠復合材料及其制備工藝，制備工藝包括以下步驟：步驟S1、對空心玻璃微珠進行清洗，獲得清潔HGM；步驟S2、對清潔HGM進行多巴胺改性，獲得HGM_PDA；步驟S3、硝酸銀活化獲得HGM_Ag；步驟S4、化學鍍銅獲得HGM_Cu；步驟S5、熔融共混：將橡膠、防老劑、炭黑、增塑劑、活性劑和活化劑加入密煉機中，混煉均勻后加入HGM_Cu，再次混煉均勻后加入硫化劑、促進劑繼續混煉，混煉結束后出料、下片，獲得復合材料，步驟S6、共硫化獲得鍍銅微珠?橡膠復合材料。本發明提供的鍍銅微珠?橡膠復合材料兼具高強度、低密度、低磨耗以及良好的柔性和耐水壓性，尤其適用于鞋底和海洋浮力材料中。

技術領域

本發明涉及橡膠復合材料技術領域，尤其涉及一種鍍銅微珠-橡膠復合材料及其制備工藝。

背景技術

空心玻璃微珠(HGM)是一種玻璃質中空球體，其粒徑為微米級別，密度低，約是普通填充料微顆粒比重的十分之一，但強度卻比相同比重下的材料高出十到幾十倍。優質的空心玻璃微珠是圓球形結構，壁厚均勻，表面瑕疵少，因而其具有優異的各向同性，將其添加至材料中能夠盡可能地減少其對復合材料性能帶來的損失，提升復合材料的剛性、硬度，是一種優良的材料比重改良劑。它的高強度和低密度使其成為海洋浮標和浮力模塊中使用的復合泡沫的首選添加劑。盡管空心玻璃微珠的制造成本相對于其它類型的填料而言較高，但空心玻璃微珠的使用在經濟上是有益的，因為即使在復合材料中添加少量(按體積分數5～20％)，也不僅能節省昂貴的原材料，而且還能賦予制造材料新的屬性。不同行業使用空心玻璃微珠量的穩定增長和預測數據清楚地顯示了空心玻璃微珠在涂料行業無可爭議的前景，能夠顯著降低材料整體比重，減少有污染材料的使用，降低企業生產成本，提高經濟效益。

空心玻璃微珠在環氧基樹脂、聚氨酯等樹脂中的研究較多，在橡膠中，空心微珠可以作為一種半補強劑使用。作為橡膠制品的功能填料，除了對空心微珠的粒徑和外形有要求外，還要求微珠表面有一定的活性，可與橡膠長鏈分子發生交聯或纏繞的活性基團。由于微珠表面穩定，在橡膠中直接或者大量添加時，存在空心微珠和橡膠界面差，相容性差，難分散等問題，從而降低材料的力學性能和使用壽命，因此需要對空心微珠進行表面改性。現有技術中常采用硅烷偶聯劑以及鋁酸脂，鈦酸酯等對其改性，提高微珠與橡膠的結合，但是由于空心玻璃微珠表面羥基含量低、含水量小，硅烷偶聯劑對其改性效果差，因此空心玻璃微珠在橡膠內的使用受到限制，有待改進。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鍍銅微珠-橡膠復合材料的制備工藝，包括以下步驟：

步驟S1、對空心玻璃微珠進行清洗，獲得清潔HGM；

步驟S2、對清潔HGM進行多巴胺改性，獲得HGM_PDA；

步驟S3、硝酸銀活化：將HGM_PDA浸漬于AgNO₃溶液中進行攪拌反應，反應結束后，經分離、洗滌、過濾獲得HGM_Ag；

步驟S4、化學鍍銅：將CuSO₄、NaC₄H₄O₆·4H₂O、DMAB、H₃BO₃混合攪拌均勻，獲得鍍液，將HGM_Ag分散于鍍液中，持續攪拌施鍍，施鍍結束后，經分離、洗滌、過濾、干燥獲得HGM_Cu；

步驟S5、熔融共混：將橡膠、防老劑、炭黑、增塑劑、活性劑和活化劑加入密煉機中，混煉均勻后加入HGM_Cu，再次混煉均勻后加入硫化劑、促進劑繼續混煉，混煉結束后出料、下片，獲得復合材料，

步驟S6、共硫化：通過平板硫化機對復合材料模壓硫化，獲得鍍銅微珠-橡膠復合材料。