本发明专利技术公开了一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法，其中复合材料的原料按重量份包括以下组分：天然橡胶100份、氧化锌2-5份、硬脂酸1.5-3份、防老剂0.5-1.2份、促进剂0.7-1份、炭黑N33030-39份、木质纤维素/蒙脱土补强剂11-20份、相容剂0.5-2.5份，硫磺1-2份。本发明专利技术提出的木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的制备方法成本低廉、工艺简单，得到的木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的拉伸强度、硬度和断裂伸长率有一定程度的提高。
【技术实现步骤摘要】
木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及天然橡胶复合材料
，尤其涉及一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
炭黑作为橡胶工业最为传统也是最为重要的补强填料，具有十分优异的补强性能，但同时它也具有高污染、高能耗、依赖石油资源等难以避免的缺点。蒙脱土是一种具有纳米片层结构的硅铝酸盐矿物，具有原料来源丰富、价格低廉、热稳定性高、对环境友好等优点。木质纤维素作为一种天然的、可再生的高分子材料，大量存在于绿色植物中，其资源丰富。木质纤维素是纤维素、半纤维素和木质素的结合体，是一种优良的增强材料。但木质纤维素含有大量的羟基，与非极性或弱极性的聚合物基体的界面粘合性较差，而且亲水性纤维在聚合物基体中不能很好地分散。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法，所述制备方法工艺简单，成本低，对橡胶加工设备无特殊要求，适用于大规模应用，得到的木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的拉伸强度、硬度和断裂伸长率有一定程度的提高。本专利技术提出的一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述相容剂为丙三醇、三乙醇胺中的一种或者两种的混合物。优选地，其原料按重量份包括以下组分：优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂MB、防老剂RD、防老剂DNP、防老剂H、防老剂SP中的一种或者多种的混合物。优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为1-3:2-5:3-5:1-5。优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂NOBS、促进剂D中的一种或者多种的混合物。优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的混合物，且促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的重量比为3-8:2-3:1-5。本专利技术还提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、相容剂、促进剂和硫磺进行混炼，混炼结束后静置8-12h得到混炼胶，其中，混炼的温度为50-60℃，混炼的时间为25-40min；S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其中，硫化的温度为145-150℃，硫化的压力为12-15MPa，硫化时间为4-8min。本专利技术所述木质纤维素/蒙脱土补强剂按照以下工艺进行制备：在1000ml烧杯中加入0.225g硅烷偶联剂KH-550，加入8ml无水乙醇稀释后再加入750ml去离子水，接着加入15g木质纤维素，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入60g蒙脱土DK-3搅拌均匀后加热至80℃，反应6小时，反应结束后将反应产物洗涤至中性，烘干，球磨至120目以下，得到所述木质纤维素/蒙脱土补强剂。本专利技术所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料与现有技术相比，具有以下优点：(1)通过加入木质纤维素/蒙脱土补强剂与炭黑N330配合作为增强材料，并选择了合适的相容剂，在复合材料共混过程中，相容剂会分散在天然橡胶、木质纤维素/蒙脱土补强剂、炭黑N330的界面间，通过调节相容剂与各原料的比例，大幅度提高了木质纤维素/蒙脱土补强剂、炭黑N330与天然橡胶的界面张力，增加了界面结合力，使木质纤维素/蒙脱土补强剂和炭黑N330在天然橡胶基体中分散均匀，提高了复合材料的拉伸强度、硬度和断裂伸长率，同时降低了炭黑N330的含量，减少了对环境的污染，降低了对石油资源的依赖性；(2)本专利技术所提供的制备方法工艺简单，成本低廉，对橡胶加工设备无特殊要求，适于大规模应用。附图说明图1为对比例1中天然橡胶复合材料的扫描电镜图。图2为本专利技术实施例3所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的扫描电镜图。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为1:5:3:5。本专利技术提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、丙三醇、促进剂CZ和硫磺进行混炼，混炼结束后静置9h得到混炼胶，其中，混炼的温度为60℃，混炼的时间为25min；S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其中，硫化的温度为150℃，硫化的压力为15MPa，硫化的时间为4min。实施例2本专利技术提出的一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为3:2:5:1。本专利技术提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、三乙醇胺、促进剂NS、促进剂TMTD和硫磺进行混炼，混炼结束后静置8h得到混炼胶，其中，混炼的温度为60℃，混炼的时间为25min；S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其中，硫化的温度为145℃，硫化的压力为12MPa，硫化的时间为8min。实施例3本专利技术提出的一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为2:3:4:3；所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的混合物，且促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的重量比为3:3:1。本专利技术提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、丙三醇、促进剂和硫磺进行混炼，混炼结束后静置10h得到混炼胶，其中，混炼的温度为56℃，混炼的时间为38min；S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其中，硫化的温度为147℃，硫化的压力为14MPa，硫化的时间为5min。实施例4本专利技术提出的一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂T本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：其中，所述相容剂为丙三醇、三乙醇胺中的一种或者两种的混合物。
【技术特征摘要】
1.一种木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：天然橡胶100份氧化锌2-5份硬脂酸1.5-3份防老剂0.5-1.2份促进剂0.7-1份炭黑N33030-39份木质纤维素/蒙脱土补强剂11-20份相容剂0.5-2.5份硫磺1-2份其中，所述相容剂为丙三醇；所述木质纤维素/蒙脱土补强剂的制备工艺包括：在1000ml烧杯中加入0.225g硅烷偶联剂KH-550，加入8ml无水乙醇稀释后再加入750ml去离子水，接着加入15g木质纤维素，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入60g蒙脱土DK-3搅拌均匀后加热至80℃，反应6小时，反应结束后将反应产物洗涤至中性，烘干，球磨至120目以下，得到所述木质纤维素/蒙脱土补强剂；所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的混合物，且促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的重量比为3-8:2-3:1-5。2.根据权利要求1所述木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：天然橡胶100份氧化锌5份硬脂酸2份防老剂1份促进剂0.9份炭黑N33035份木质纤维素/蒙脱土补强剂15份...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁国新，郭美秀，王周锋，张明旭，邓伟，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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