一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法技术

一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，属于橡胶复合材料制备技术领域，包括以下步骤：超声波结合铬酸溶液对超高分子量聚乙烯纤维进行表面改性处理、天然橡胶NR塑炼、纤维及其他配料混炼、制得混炼胶胶片、混炼胶胶片硫化处理。采用超声波结合铬酸溶液对超高分子量聚乙烯纤维进行复合表面改性处理，有效地增加了纤维表面的粗糙度及含氧官能团含量，增加纤维的表面活性，从而增强与其橡胶基质的亲和力，复合改性工艺增加了纤维与NR基体之间的界面黏结性。

Preparation of a kind of ultra-high molecular weight polyethylene rubber composite

A method for preparation of ultra high molecular weight polyethylene rubber composite material, belonging to the technical field of the preparation of rubber composite material, which comprises the following steps: surface modification of natural rubber, NR plastication, mixing, blending fiber and he prepared compound film, compound film curing treatment on ultra high molecular weight polyethylene fiber of chromate the solution combined with ultrasonic wave. The ultrasonic of UHMWPE fiber composite surface modification with chromic acid solution, effectively increase the fiber surface roughness and oxygen content, increase the fiber surface, thereby enhancing its rubber matrix affinity modification increases the interfacial bonding between the fiber and NR matrix.

【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法
本专利技术属于橡胶复合材料制备
，具体涉及一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法。
技术介绍
复合材料是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的、以微观或宏观的形式复合而组成的多相材料。因单纯的天然橡胶或合成橡胶，不论是未硫化生胶还是硫化胶，其物理机械性能很差难以满足使用的要求。因此，提高纤维性能，将纤维复合化是橡胶材料发展的必然趋势之一。我国是橡胶工业生产大国，轮胎、输送带、胶管等纤维/橡胶复合材料是重要的军民两用产品，而高性能纤维是橡胶制品的理想骨架材料，但目前高性能纤维在橡胶制品中的应用仍未普及。而影响纤维在橡胶制品中应用的主要因素为纤维在橡胶基质中的取向、分散以及纤维与橡胶基质之间的界面粘合水平。
技术实现思路
根据现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，使得纤维在橡胶基质中分散更加均匀，且进一步提高了纤维与橡胶基质的界面粘合水平。为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术采用以下技术方案：一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将重铬酸钾、水及浓硫酸按照质量比7:12:150配置成铬酸溶液，打开超声波清洗仪，将超高分子量聚乙烯短切纤维浸没到铬酸溶液中，并放入35℃的超声波清洗仪中氧化5min，其中超声波频率为100kHz，处理时间为10min，将处理后的超高分子量聚乙烯短切纤维用去离子水清洗3次，50℃下干燥后备用；步骤二：将天然橡胶NR在开炼机上塑炼15-20min，静置8h以上，以消除天然橡胶NR内部的轴向应力；步骤三：按以下重量份数进行配料：天然橡胶NR100份、超高分子量聚乙烯短切纤维5份、氧化锌3份、硬脂酸2份、促进剂NS1.2份、防老剂RD1.5份、防老剂4010NA1.5份、白炭黑30份、硫磺1.2份；将天然橡胶NR加入开炼机中进行混炼，待天然橡胶NR包辊后加入其他配料，加料顺序依次为氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、白炭黑、硫磺，最后加入超高分子量聚乙烯短切纤维；步骤四：打三角包，待纤维分散均匀后，调整辊矩，对纤维进行取向然后下片，制得混炼胶胶片；步骤五：将混炼胶胶片放置一夜，消除轴向应力，并在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为143℃、硫化时间为20分钟。优选的，步骤三中所述的混炼温度为30-50℃。优选的，步骤四中辊距调整为0.5mm，并采用一次下片的取向方法，然后两次对折，制成厚度为2.0mm的混炼胶胶片。优选的，步骤四中所述的打包三角的时间控制在10min以内。优选的，所述的超高分子量聚乙烯短切纤维的长度为1-25mm。本专利技术的有益效果在于：1)超高分子量聚乙烯纤维/橡胶复合材料将纤维与橡胶混合，并使之在橡胶基体中适当取向，以发挥短纤维的补强作用，从而有效结合了橡胶的柔性与纤维的刚性。在保证橡胶具有独特高弹性的同时，提高了橡胶的模量，使其具备高模量、高硬度、耐撕裂、耐切割、低生热、抗蠕变等一系列的优异性能，从而极大地拓宽了橡胶的使用范围。2)采用超声波结合铬酸溶液对超高分子量聚乙烯纤维进行复合表面改性处理，有效地增加了纤维表面的粗糙度及含氧官能团含量，增加纤维的表面活性，从而增强与其橡胶基质的亲和力，复合改性工艺增加了纤维与NR基体之间的界面黏结性。具体实施方式下面通过对实施例的描述，对本专利技术作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。实施例1一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将重铬酸钾、水及浓硫酸按照质量比7:12:150配置成铬酸溶液，打开超声波清洗仪，将超高分子量聚乙烯短切纤维浸没到铬酸溶液中，并放入35℃的超声波清洗仪中氧化5min，其中超声波频率为100kHz，处理时间为10min，将处理后的超高分子量聚乙烯短切纤维用去离子水清洗3次，50℃下干燥后备用；步骤二：将天然橡胶NR在开炼机上塑炼15-20min，静置8h以上，以消除天然橡胶NR内部的轴向应力；步骤三：按以下重量份数进行配料：天然橡胶NR100份、超高分子量聚乙烯短切纤维5份、氧化锌3份、硬脂酸2份、促进剂NS1.2份、防老剂RD1.5份、防老剂4010NA1.5份、白炭黑30份、硫磺1.2份；将天然橡胶NR加入开炼机中进行混炼，待天然橡胶NR包辊后加入其他配料，加料顺序依次为氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、白炭黑、硫磺，最后加入超高分子量聚乙烯短切纤维；步骤四：打三角包，待纤维分散均匀后，调整辊矩，对纤维进行取向然后下片，制得混炼胶胶片；步骤五：将混炼胶胶片放置一夜，消除轴向应力，并在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为143℃、硫化时间为20分钟。步骤三中所述的混炼温度为30-50℃。步骤四中辊距调整为0.5mm，并采用一次下片的取向方法，然后两次对折，制成厚度为2.0mm的混炼胶胶片。步骤四中所述的打包三角的时间控制在10min以内。所述的超高分子量聚乙烯短切纤维的长度为1-25mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将重铬酸钾、水及浓硫酸按照质量比7:12:150配置成铬酸溶液，打开超声波清洗仪，将超高分子量聚乙烯短切纤维浸没到铬酸溶液中，并放入35℃的超声波清洗仪中氧化5min，其中超声波频率为100kHz，处理时间为10min，将处理后的超高分子量聚乙烯短切纤维用去离子水清洗3次，50℃下干燥后备用；步骤二：将天然橡胶NR在开炼机上塑炼15‑20min，静置8h以上，以消除天然橡胶NR内部的轴向应力；步骤三：按以下重量份数进行配料：天然橡胶NR100份、超高分子量聚乙烯短切纤维5份、氧化锌3份、硬脂酸2份、促进剂NS1.2份、防老剂RD1.5份、防老剂4010NA1.5份、白炭黑30份、硫磺1.2份；将天然橡胶NR加入开炼机中进行混炼，待天然橡胶NR包辊后加入其他配料，加料顺序依次为氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、白炭黑、硫磺，最后加入超高分子量聚乙烯短切纤维；步骤四：打三角包，待纤维分散均匀后，调整辊矩，对纤维进行取向然后下片，制得混炼胶胶片；步骤五：将混炼胶胶片放置一夜，消除轴向应力，并在平板硫化机上进行硫化，硫化温度为143℃、硫化时间为20分钟。...

【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将重铬酸钾、水及浓硫酸按照质量比7:12:150配置成铬酸溶液，打开超声波清洗仪，将超高分子量聚乙烯短切纤维浸没到铬酸溶液中，并放入35℃的超声波清洗仪中氧化5min，其中超声波频率为100kHz，处理时间为10min，将处理后的超高分子量聚乙烯短切纤维用去离子水清洗3次，50℃下干燥后备用；步骤二：将天然橡胶NR在开炼机上塑炼15-20min，静置8h以上，以消除天然橡胶NR内部的轴向应力；步骤三：按以下重量份数进行配料：天然橡胶NR100份、超高分子量聚乙烯短切纤维5份、氧化锌3份、硬脂酸2份、促进剂NS1.2份、防老剂RD1.5份、防老剂4010NA1.5份、白炭黑30份、硫磺1.2份；将天然橡胶NR加入开炼机中进行混炼，待天然橡胶NR包辊后加入其他配料，加料顺序依次为氧化锌、硬脂酸、促进剂、防老剂、白炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：章云，张贝尼，张娃妮，柯模松，
申请(专利权)人：安徽依采妮纤维材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34