一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法技术

一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法，属于材料制备领域，其特征在于：按以下准备原料：NR/天然胶乳，炭黑，BR，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维，氧化锌，硬脂酸，环保芳烃油，抗氧剂4010NA，微晶蜡，增黏树脂，黏合剂，促进剂CZ，硫黄；用多巴胺处理芳纶短纤维；依次将原料投入到密炼机中混炼，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。在相同的混炼条件下，加入用多巴胺、硅烷偶联剂KH‑560和天然胶乳共同处理芳纶短纤维的复合材料力学性能较好，比加入不处理短纤维复合材料的拉伸强度提高。

Preparation of a Fiber Reinforced Rubber Composite

The preparation method of a fiber reinforced rubber composite belongs to the field of material preparation, and its characteristics are as follows: NR/natural latex, carbon black, BR, aramid staple fiber/pretreated aramid staple fiber, zinc oxide, stearic acid, environmentally friendly aromatic oil, antioxidant 4010NA, microcrystalline wax, tackifier, binder, promoter CZ, sulfur yellow; short aramid treated with dopamine. Fiber; In turn, the raw materials are mixed in the internal mixer, then the environment-friendly aromatic oil and residual carbon black are mixed in the internal mixer and discharged to obtain the master rubber; the master rubber is rolled on the internal mixer, added sulfur, accelerator and binder, dispersed evenly, thinned through several times, and folded along the direction of the lower sheet to obtain the aramid short fiber reinforced rubber composite. Under the same mixing conditions, the mechanical properties of aramid staple fiber composites treated with dopamine, silane coupling agent KH 560 and natural latex are better, and the tensile strength of the composites treated with dopamine, silane coupling agent KH 560 and natural latex is higher than that of the composites without treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法
本专利技术属于材料制备领域，尤其涉及一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
将短纤维加入到橡胶中可起到增强骨架材料的作用，能够提高橡胶的部分性能，同时对加工性能影响较小。从20世纪70年代起人们就将注意力集中到了短纤维上，如纤维素纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、尼龙及聚酯纤维等，由于不同纤维的性质和表面各有不同，因此加人到橡胶中对橡胶性能的影响也有所不同，但这些短纤维加入到橡胶中均会起到增强骨架材料的作用。芳纶纤维是一种具有高强度、高模量、耐高温、优异的抗切割性及耐化学腐蚀性的纤维。将芳纶纤维切成一定长度制得芳纶短纤维，加入到天然橡胶(NR)中制备NR复合材料，能够提高NR的撕裂性能、耐磨性，降低滚动阻力。但由于其表面光滑呈惰性，需要对其进行预处理来提高与橡胶间的黏合性。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳75-85，炭黑45-52，BR18-23，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维1-2，氧化锌2-5，硬脂酸1-3，环保芳烃油4.6-5.6，抗氧剂4010NA1-2，微晶蜡2.5，增黏树脂0.6-1，黏合剂1，促进剂CZ1-2，硫黄1-2；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述巴胺处理芳纶短纤维的具体方法为：将芳纶短纤维放入质量分数为2％的多巴胺溶液中，调整pH值为8～9，置于65℃保温箱中4h后取出加入硅烷偶联剂KH-560搅拌，再于60℃保温箱中放置4h后取出，用蒸馏水冲洗烘干。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述薄通次数为6-8次。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-1型密炼机。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述开炼机采用X(S)K-160型开炼机。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，采用硅烷偶联剂KH-560和天然胶乳等对芳纶短纤维进行预处理，制备了KH-560／天然胶乳预处理芳纶短纤维增强天然橡胶复合材料，在相同的混炼条件下，加入用多巴胺、硅烷偶联剂KH-560和天然胶乳共同处理芳纶短纤维的复合材料力学性能较好，比加入不处理短纤维复合材料的拉伸强度提高。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法进行详细说明。实施例一本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳75，炭黑45，BR18，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维1，氧化锌2，硬脂酸1，环保芳烃油4.6，抗氧剂4010NA1，微晶蜡2.5，增黏树脂0.6，黏合剂1，促进剂CZ1，硫黄1；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述巴胺处理芳纶短纤维的具体方法为：将芳纶短纤维放入质量分数为2％的多巴胺溶液中，调整pH值为8，置于65℃保温箱中4h后取出加入硅烷偶联剂KH-560搅拌，再于60℃保温箱中放置4h后取出，用蒸馏水冲洗烘干。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述薄通次数为6次。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-1型密炼机。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述开炼机采用X(S)K-160型开炼机。实施例二在实施例一的基础上，本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳80，炭黑50，BR20，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维1，氧化锌2，硬脂酸1，环保芳烃油5.2，抗氧剂4010NA1，微晶蜡2.5，增黏树脂0.5，黏合剂1，促进剂CZ1，硫黄1.5；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述巴胺处理芳纶短纤维的具体方法为：将芳纶短纤维放入质量分数为2％的多巴胺溶液中，调整pH值为8.5，置于65℃保温箱中4h后取出加入硅烷偶联剂KH-560搅拌，再于60℃保温箱中放置4h后取出，用蒸馏水冲洗烘干。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述薄通次数为7次。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-1型密炼机。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述开炼机采用X(S)K-160型开炼机。实施例三在实施例一的基础上，本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳85，炭黑52，BR23，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维2，氧化锌5，硬脂酸3，环保芳烃油5.6，抗氧剂4010NA2，微晶蜡2.5，增黏树脂1，黏合剂1，促进剂CZ2，硫黄2；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述巴胺处理芳纶短纤维的具体方法为：将芳纶短纤维放入质量分数为2％的多巴胺溶液中，调整pH值为9，置于65℃保温箱中4h后取出加入硅烷偶联剂KH-560搅拌，再于60℃保温箱中放置4h后取出，用蒸馏水冲洗烘干。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述薄通次数为8次。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-1型密炼机。本专利技术所述纤维增强橡胶复合材料的制备方法，所述开炼机采用X(S)K-160型开炼机。通过对芳纶短纤维预处理后，橡胶试样的力学性能均有所提高，磨耗性能变好，这主要是由于预处理后的芳纶短纤维与橡胶之间的黏合力增大，在试样受力时需要消耗更多的力来破坏界面相，即纤维与橡胶的黏合需要更大的力来破坏，而且两者之间的黏合力强，芳纶短纤维也不会轻易被拔出。对于芳纶短纤维橡胶复合材料而言，试样在受到外力作用时，橡胶基体通过界面相将外力传递到纤维处共同承受，所以损耗因子能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳75‑85，炭黑45‑52，BR 18‑23，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维1‑2，氧化锌2‑5，硬脂酸1‑3，环保芳烃油4.6‑5.6，抗氧剂4010NA 1‑2，微晶蜡2.5，增黏树脂0.6‑1，黏合剂1，促进剂CZ 1‑2，硫黄1‑2；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40 S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200 S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向进行折叠，得到芳纶短纤维增强的橡胶复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强橡胶复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）按以下质量份配比准备原料：NR/天然胶乳75-85，炭黑45-52，BR18-23，芳纶短纤维／预处理芳纶短纤维1-2，氧化锌2-5，硬脂酸1-3，环保芳烃油4.6-5.6，抗氧剂4010NA1-2，微晶蜡2.5，增黏树脂0.6-1，黏合剂1，促进剂CZ1-2，硫黄1-2；（2）用多巴胺处理芳纶短纤维；（3）依次将NR或天然胶乳、BR、一半用量的炭黑、芳纶短纤维、填充剂投入到密炼机中混炼40S，再将环保芳烃油和剩余炭黑投入到密炼机混炼200S后排胶，得到母炼胶；将母炼胶在开炼机上包辊，添加硫黄、促进剂和黏合剂，分散均匀后薄通数次，下片并沿下片方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鑫淼，
申请(专利权)人：崔鑫淼，
类型：发明
国别省市：陕西,61