一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，各原料及质量份数为：橡胶基100份、改性木粉10-80份、聚丙烯酸钠10-80份、交联剂1-6份、助剂6-40份，所述改性木粉的制备方法是：将粉碎至40-200目的木粉浸泡在10-23℃、质量百分比浓度为17.5%的氢氧化钠溶液中72h，取出木粉，置于烘箱中干燥，干燥条件为105℃，干燥6h，即得到改性木粉，所述的橡胶基包括：丁腈橡胶，氯丁橡胶，三元乙丙橡胶。本发明专利技术得到的一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，具有吸水性能好，力学性能优良等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新的橡胶吸水复合材料，特别是一种含改性木粉的橡胶吸水复合 材料，属于高分子材料

技术介绍
木粉作为自然界中最典型的生物材料，主要成分是纤维素，其中含有大量的羟基， 这些羟基形成分子间的氢键或分子内的氢键，使木粉具有吸水性，吸湿率可达到8%_12%，因 此若将其添加到高分子聚合物中，可提高聚合物的吸水性能；木粉的颗粒大小约为0-500 目，也是一种很有潜力的补强材料。木粉储量丰富、价格低廉、用途广泛，原料易于较大批量 生产。 橡胶吸水材料是通过在橡胶基体中引入亲水基团或亲水组分制成，其吸水后可膨 胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，充满所接触的不规则表面、空穴及间隙，同时产生 巨大的接触压力以达到密封止水的效果。它在防水密封、土壤改良等领域有着广阔的应用 前景，这不仅大幅度提高了橡胶材料的附加值，还具有十分明显的社会效益。 橡胶吸水材料是由橡胶、吸水组分(吸水剂和助吸水剂)、填料等组成的多组分体 系。吸水剂是赋予其吸水膨胀性能的关键物质，但助吸水剂在一定程度上亦能大大提高材 料的吸水性能。目前，聚丙烯酸盐系列吸水剂较为常用；橡胶是基体，其弹性和强度将会 影响材料的机械性能，多采用具有一定极性或吃粉能力较强的橡胶作为基体，如氯丁橡胶 (CR)、丁腈橡胶（NBR)、三元乙丙橡胶（EPDM)等。填料多是具有一定补强效果，如炭黑、白炭 黑、蒙脱土、淀粉等。国内对改性木粉做了大量研宄，如：中国专利201010288686. 0 "一种 阻燃木塑复合材料及其制备方法"公开了改性木粉的制备方法为：将木粉依次经碱溶液和 醇溶液浸泡后洗涤至中性，烘干后得到预处理后的木粉，将预处理后的木粉在PH为5. 0~ 6. 5、溶液温度为85°C~100°C的三聚氰胺饱和水溶液中搅拌0. 5小时~5小时，待搅拌结 束后再将物料快速冷却至30°C以下，经过滤、干燥后在100°C~130°C热处理0. 5小时~3 小时，得到改性木粉。该种改性木粉主要用于阻燃材料中。 CN101161711 (公开日：2008年04月16日）公开了一种含蒙脱土吸水材料的吸水 膨胀橡胶组合物及其制备方法，该方法中蒙脱土吸水材料由丙烯酸钠、丙烯酰胺在引发剂 作用下，于蒙脱土片层中插层共聚而成；吸水膨胀橡胶是由橡胶基、蒙脱土吸水材料、活化 剂、防老剂、补强填充剂、增容剂、吸水促进剂等经过开炼机混炼，然后硫化制成。该吸水膨 胀橡胶制备工艺较复杂，主要对蒙脱土进行处理制备吸水材料。 华晋等人研宄木粉加入塑料（聚乳酸）中的吸水效果，木粉含量为20份的复合材 料，2 h后增重率为2. 44%，24h增重率为7.93%，吸水率较低，主要运用在塑料中。 吕闪闪等人研宄了木粉含量对木粉/淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响，结果表 明，当木粉含量为18wt%时，复合材料的质量吸水率达13. 43%，吸水率较低，主要运用在塑 料中。 截止目前，木粉加入到塑料中的吸水情况有部分报道，但在橡胶吸水材料中将改 性木粉用作增强组分和吸水助剂的工作在国内外中未见报道。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料。 本专利技术是以如下技术方案实现的：一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，其原料 包括：橡胶基、改性木粉、聚丙烯酸钠、交联剂和助剂，各原料及质量份数为：橡胶基100份、 改性木粉10-80份、聚丙烯酸钠10-80份、交联剂1-6份、助剂6-40份； 所述改性木粉的制备方法是：将粉碎至40-200目的木粉浸泡在10-23 °C、质量百分比 浓度为17. 5 %的氢氧化钠溶液中72h，取出木粉，置于烘箱中干燥，干燥条件为105°C，干燥 6h，即得到改性木粉。 所述的改性木粉在复合材料中的比例为5%~50%。 所述的改性木粉在复合材料中的比例为5%~40%。 所述的聚丙烯酸钠在复合材料中的比例一般在5%~50%。 所述的聚丙烯酸钠在复合材料中的比例一般在5%~40%。 所述的橡胶基包括：丁腈橡胶，氯丁橡胶，三元乙丙橡胶。 所述的交联剂包括：促进剂NA-22,促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TT，促进剂TS，硫 磺一种或两种以上按任意比量的混合。 所述的助剂包括：氧化锌，氧化镁，硬脂酸，防老剂4010NA，石蜡油，聚乙二醇，白 炭黑一种或两种以上按任意比量的混合。 所述的木粉为杨树材质木粉。 本专利技术所述的橡胶吸水复合材料，可使用常规的橡胶开炼机，进行塑炼、混炼，利 用平板硫化机，硫化成型，能够通过常规工艺制备。 本专利技术制得的橡胶吸水复合材料的有益效果是：本专利技术使用的木粉价格低廉，材 料来源广，容易获得；改性木粉的制作方法操作简单，加入改性木粉的橡胶吸水复合材料， 吸水性能和力学性能有明显提尚。【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术的方法和效果进一步说明。 力学性能和吸水性能的测试方法和试验标准如下： (1)力学性能： 试验标准：GB/T528-2009, GB/T529-2008 ; 测试设备：AI-7000-GD拉力试验机，高铁科技股份有限公司制造； 测试内容：拉伸强度和撕裂强度。 (2)吸水性能： 测试方法：将材料制成（20±2臟）\(20±2臟）\2臟浸水试样，数量为3个，将制作好 的试样先用〇. OOlg精度的天平称出在空气中的质量，然后在称出试样悬挂再蒸馏水中的 质量；将试样浸泡在70°C 300mL去离子水中吸水平衡，先用0.0 Olg精度的天平称出其在蒸 馏水中的质量，然后用滤纸轻轻吸干试样表面的水分，称出试样在空气中的质量；实验过程 中，应避免试样重叠及水分的挥发。 试样的体积膨胀倍率Δ V按下式计算：式中：ml、m3,分别为浸泡前后试样在空气中的质量，g; m2、m4,分别为浸泡前后试样在去离子水中的质量，g。 实施例1-5 试验原料及质量份数如下： 橡胶基选用丁腈橡胶；木粉选用杨树木粉。 所述改性木粉的制备方法是：将粉碎至40-200目的木粉浸泡在10-23 °C、质量百 分比浓度为17. 5 %的氢氧化钠溶液中72h，取出木粉，置于烘箱中干燥，干燥条件为105°C， 干燥6h，即得到改性木粉。 基础配方：丁腈橡胶100份，聚丙烯酸钠20份，氧化锌5份，硬脂酸1. 5份，促进 剂CZ 2份，促进剂DM 0. 2份，硫磺1. 8份，防老剂4010NA 2份； 以下为实施例在基础配方中，加入不同目数的改性木粉： 实施例1不添加改性木粉，作为基础实验例； 实施例2加入目数为40目改性木粉20份； 实施例3加入目数为80目改性木粉20份； 实施例4加入目数为100目改性木粉20份； 实施例5加入目数为200目改性木粉20份。 分别于橡胶双棍筒开炼机上混炼均匀，得到木粉/ 丁腈橡胶混炼胶，在硫化温度 160°C、时间T90、压力15-20MPa下，其中T90为实施例1-5制得的混炼胶，通过无转子硫化 仪测得的硫化特性曲线，得到硫化时间T90 ;利用平板硫化机，得到橡胶吸水复合材料，本 专利技术实施例1-5得到的橡胶吸水复合材料的力当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，其特征是：其原料包括：橡胶基、改性木粉、聚丙烯酸钠、交联剂和助剂，各原料及质量份数为：橡胶基100份、改性木粉10‑80份、聚丙烯酸钠10‑80份、交联剂1‑6份、助剂6‑40份；所述改性木粉的制备方法是：将粉碎至40‑200目的木粉浸泡在10‑23 ℃、质量百分比浓度为17.5 %的氢氧化钠溶液中72h，取出木粉，置于烘箱中干燥，干燥条件为105℃，干燥6h，即得到改性木粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋帅帅，燕本习，翁国文，姚亮，徐云慧，王艳秋，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32