本发明专利技术涉及一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶复合材料技术领域。其首先制备聚乙烯醇溶液，然后加入尼龙纤维进行超声分散，制备制备尼龙纤维‑聚乙烯醇复合物，随后加入物料进行混炼，得到胶料复合物，最后终炼制得尼龙纤维基橡胶复合材料。本发明专利技术工艺简单，能够显著提高尼龙纤维在橡胶混炼工艺中的分散性，提高橡胶的各项性能指标。
Nylon fiber matrix rubber composite and preparation method thereof
The invention relates to a nylon fiber-based rubber composite material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of rubber composite materials. Polyvinyl alcohol (PVA) solution was firstly prepared, and then nylon fiber was added for ultrasonic dispersion to prepare nylon fiber / polyvinyl alcohol (PVA) composites. Then, the compound was obtained by mixing with materials. Finally, nylon fiber-based rubber composites were finally prepared. The process of the invention is simple, and can significantly improve the dispersion of nylon fiber in the rubber mixing process, and improve various performance indexes of the rubber.
【技术实现步骤摘要】
尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶复合材料
技术介绍
橡胶因其独特的高弹性，是一种重要的战略性物资，在国民经济、高新技术和国防军工领域有着极为广泛的应用。单纯的天然橡胶或合成橡胶，不论硫化与否，均无法满足实际使用需求。通常需要添加填料提高其机械性能。尼龙纤维作为增强填料在橡胶中有着重要的应用。尼龙纤维的优点是强力高、耐热、耐疲劳。将尼龙纤维引入橡胶中提高橡胶的综合性能一直是研究的热点。尼龙纤维不仅能够提高橡胶的机械性能，同时可赋予其特殊的功能性。然而，尼龙纤维表面光滑，不利于与其他聚合物的粘合，在橡胶中的分散性较差。提高尼龙纤维在橡胶中的分散性是发挥尼龙纤维性能，提升橡胶综合性能的关键。时至今日，提高尼龙纤维在橡胶中的分散性一直是科研
和工业领域的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法。按照本专利技术提供的技术方案，尼龙纤维基橡胶复合材料，配方比例按重量份计如下：橡胶100份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份。所述的橡胶为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或几种。所述炭黑为N234、N326和N375中的一种或多种。所述防老剂为防老剂4020和/或防老剂RD。所述促进剂为NOBS、CZ、DZ和NS中的一种或多种。所述防焦剂为CTP。所述尼龙纤维基橡胶复合材料的制备方法，按重量份计步骤如下：（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置质量浓度为1%-10%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的为聚乙烯醇质量的10%-50%，得到聚乙烯醇溶液；b、将尼龙纤维加入步骤a所得聚乙烯醇溶液中，100-800W功率下超声分散1-3h至尼龙纤维均匀分散，得到尼龙纤维-聚乙烯醇分散液；c、将尼龙纤维-聚乙烯醇分散液于室温下干燥2~24h，制备得到尼龙纤维-聚乙烯醇复合物；（2）一段母炼：向密炼机中依次加入橡胶100份，尼龙纤维-聚乙烯醇复合物0.1-20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5-5份，炭黑30-60份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到一段母胶；（4）终炼：向密炼机中加入步骤（2）所得一段母胶，硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份，密炼机转子转速为20-40转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-130s，排胶温度为90-110℃，得到终炼胶。所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或多种。所述的尼龙纤维-聚乙烯醇复合物中，尼龙纤维与聚乙烯醇的质量比为1:5~50。本专利技术的有益效果：本专利技术公开了一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，该工艺操作简单，易于工业化操作。本专利技术预先将尼龙纤维分散于聚乙烯醇中，避免了尼龙纤维聚集成团，保证了尼龙纤维在胶料中的均匀分散。本专利技术在胶料混炼中加入聚乙烯醇缩丁醛，一方面能够与尼龙纤维-聚乙烯醇复合物相互作用，另一方面又能与橡胶相互作用，显著促进了尼龙纤维在胶料中的均匀分散，提高胶料的综合性能。具体实施方式实施例1一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，包括以下步骤：（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置浓度为1wt%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，质量分数为聚乙烯醇的10%，得到聚乙烯醇溶液；b、将尼龙纤维加入聚乙烯醇溶液中，100W功率下超声分散3h至尼龙纤维均匀分散，得到尼龙纤维-聚乙烯醇分散液；c、将尼龙纤维-聚乙烯醇分散液于室温下干燥2h，制备得到尼龙纤维-聚乙烯醇复合物，尼龙纤维与聚乙烯醇的质量比为1:5；（2）一段母炼：向密炼机中依次加入橡胶100份，尼龙纤维-聚乙烯醇复合物0.1份，聚乙烯醇缩丁醛2份，炭黑30份，氧化锌10份，硬脂酸2份，防老剂5份，密炼机转子转速为50转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为100秒，排胶温度为155℃，得到一段母胶；（3）终炼：向密炼机中加入一段母胶，硫磺2份，促进剂2份，防焦剂0.1份，密炼机转子转速为40转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为130秒，排胶温度为90℃，得到终炼胶。所述的橡胶为天然橡胶。所述炭黑为N234、N326。所述防老剂为防老剂4020。所述促进剂为CZ、DZ。所述防焦剂为CTP。实施例2一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，包括以下步骤：（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置浓度为10wt%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，质量分数为聚乙烯醇的30%，得到聚乙烯醇溶液；b、将尼龙纤维加入聚乙烯醇溶液中，400W功率下超声分散2h至尼龙纤维均匀分散，得到尼龙纤维-聚乙烯醇分散液；c、将尼龙纤维-聚乙烯醇分散液于室温下干燥12h，制备得到尼龙纤维-聚乙烯醇复合物，尼龙纤维与聚乙烯醇的质量比为1:50；（2）一段母炼：向密炼机中依次加入橡胶100份，尼龙纤维-聚乙烯醇复合物10份，聚乙烯醇缩丁醛5份，炭黑40份，氧化锌7份，硬脂酸4份，防老剂2份，密炼机转子转速为45转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为165℃，得到一段母胶；（3）终炼：向密炼机中加入一段母胶，硫磺6份，促进剂0.5份，防焦剂0.4份，密炼机转子转速为20转/分钟，上顶栓压力为0.4MPa，炼胶时间为50秒，排胶温度为110℃，得到终炼胶。所述的橡胶为丁苯橡胶。所述炭黑为N375。所述防老剂为防老剂4020和防老剂RD。所述促进剂为NS。所述防焦剂为CTP。实施例3一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，包括以下步骤：（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置浓度为5wt%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，质量分数为聚乙烯醇的50%，得到聚乙烯醇溶液；b、将尼龙纤维加入步骤（1）中的聚乙烯醇溶液中，800W功率下超声分散1h至尼龙纤维均匀分散，得到尼龙纤维-聚乙烯醇分散液；c、将尼龙纤维-聚乙烯醇分散液于室温下干燥24h，制备得到尼龙纤维-聚乙烯醇复合物，尼龙纤维与聚乙烯醇的质量比为1:25；（2）一段母炼：向密炼机中依次加入橡胶100份，尼龙纤维-聚乙烯醇复合物20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5份，炭黑60份，氧化锌5份，硬脂酸0.5份，防老剂1份，密炼机转子转速为55转/分钟，上顶栓压力为0.3MPa，炼胶时间为140秒，排胶温度为150℃，得到一段母胶；（3）终炼：向密炼机中加入一段母胶，硫磺3份，促进剂1份，防焦剂0.2份，密炼机转子转速为30转/分钟，上顶栓压力为0.5MPa，炼胶时间为80秒，排胶温度为100℃，得到终炼胶。所述的橡胶为乙丙橡胶和氯丁橡胶。所述炭黑为N234。所述防老剂为防老剂RD。所述促进剂为DZ和NS。所述防焦剂为CTP。以上所述的实施例对本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是配方比例按重量份计如下：橡胶100份，氧化锌5‑10份，硬脂酸0.5‑4份，防老剂1‑5份，硫磺2‑6份，促进剂0.5‑2份，防焦剂0.1‑0.4份。
【技术特征摘要】
1.尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是配方比例按重量份计如下：橡胶100份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份。2.如权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是：所述的橡胶为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或几种。3.如权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是：所述炭黑为N234、N326和N375中的一种或多种。4.如权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是：所述防老剂为防老剂4020和/或防老剂RD。5.如权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是：所述促进剂为NOBS、CZ、DZ和NS中的一种或多种。6.如权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料，其特征是：所述防焦剂为CTP。7.权利要求1所述尼龙纤维基橡胶复合材料的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置质量浓度为1%-10%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的为聚乙烯醇质量的10%-50%，得到聚乙烯醇溶液；b、将尼龙纤维加入步骤a所得...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱凉伟，
申请(专利权)人：江苏通用科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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