一种天然橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶技术领域，更具体地，本发明专利技术涉及一种天然橡胶复合材料及其制备方法。一种天然橡胶复合材料，包括以下成分：橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂；所述偶联剂为JL‑G端胺基羟醇酯偶联改性剂。本发明专利技术采用橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂共同制备了天然橡胶复合材料，制备所得天然橡胶复合材料价格低廉，抗撕裂、抗拉伸、抗湿滑性能良好，不易生热，可用于轮胎、胶管、鞋类等天然橡胶制品。本发明专利技术制备所得天然橡胶复合材料的硫化胶片的拉伸强度≥32MPa，拉断伸长率≥970％，300％定伸应力≥8MPa，撕裂强度≥68kN/m。

A natural rubber composite material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种天然橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及橡胶
，更具体地，本专利技术涉及一种天然橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
高分子材料已渗透进人们生活与生产的方方面面，逐渐成为社会发展中不可替代的材料之一。橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和功能高分子共同构成了现代工业中的高分子聚合物。橡胶具有质轻、绝缘性好、耐腐蚀好、弹性高、加工方便等特点，这些优良的性能使其能够广泛用于交通、机械、电子、国防和国民经济的其它领域，成为现代生活中不可或缺的材料。然而，与金属材料和无机材料等相比，橡胶也存在自身明显的缺点，如橡胶分子间作用力小、自由体积大、自结晶能力小等，导致橡胶材料拉伸性能、撕裂性能等不好，从而不能达到实际应用的要求。因此，橡胶需要通过添加填料进行补强才能满足应用的要求。石墨烯是由单层碳原子通过sp2杂化紧密堆积成的一种蜂窝状二维材料，其具有超高的力学性能(杨氏模量～1.1TPa，断裂强度125GPa)、高导热性能(～5300W/(m·k))、高比表面积(～2630m2/g)、低密度(2.2g/cm3)、高电子迁移率、高阻隔性能等优异性能。这些独特的性能使其在纳米器件、复合材料、传感器、锂电池、储氢材料等领域有着巨大的应用前景。与其他填料如炭黑、二氧化硅、黏土等相比，石墨烯作为橡胶纳米填料，具有更高的比表面积、强度、弹性、热导率和电导率等。近年来，将石墨烯引入橡胶中提高橡胶的综合性能是研究的热点。专利CN201510081283.1利用硅烷偶联剂将氧化石墨烯桥联接到橡胶的交联网络上，制备了氧化石墨烯/溶聚丁苯橡胶复合材料，虽然氧化石墨烯在橡胶基体中的分散性得到了一定的改善，但其对橡胶的增强效果仍不够明显，制备所得氧化石墨烯/溶聚丁苯橡胶复合材料的拉伸强度只在4.2-21.5MPa范围内波动。针对上述问题，本专利技术致力于提供一种天然橡胶复合材料，制备所得天然橡胶复合材料具有优异的拉伸性能、撕裂性能，其拉伸强度≥32MPa，拉断伸长率≥970％，300％定伸应力≥8MPa，撕裂强度≥68kN/m。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个方面提供了一种天然橡胶复合材料，包括以下成分：橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂；所述偶联剂为JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂。作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括以下成分：100-110份橡胶组分、5-15份填料、1-2份偶联剂、1-2份交联剂。作为一种优选的技术方案，按重量份计，包括以下成分：105份橡胶组分、10份填料、1.5份偶联剂、1.5份交联剂。作为一种优选的技术方案，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述天然橡胶复合材料中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括98-103份以干胶计的天然胶乳、2-7份以干胶计的环氧化天然胶乳。作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述天然橡胶复合材料中包括105份橡胶组分；所述橡胶组分中包括100份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的环氧化天然胶乳。作为一种优选的技术方案，所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述填料的制备原料中，石墨烯选自氧化石墨烯、插层剥离石墨烯、电解法制备的石墨烯、化学气相沉积法制备的石墨烯中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化羟基异丙苯、过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。本专利技术的第二个方面提供了一种天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：将填料、水混合后加入偶联剂超声10-30min，并在60-70℃下反应1-2h，然后加入环氧化天然胶乳，于60-70℃下超声10-30min，接着加入天然胶乳、交联剂，于60-70℃下反应1-2h，最后采用乙酸进行凝固、压片、洗涤、干燥，即得。有益效果：本专利技术采用橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂共同制备了天然橡胶复合材料，制备所得天然橡胶复合材料价格低廉，抗撕裂、抗拉伸、抗湿滑性能良好，不易生热，可用于轮胎、胶管、鞋类等天然橡胶制品。本专利技术制备所得天然橡胶复合材料的硫化胶片的拉伸强度≥32MPa，拉断伸长率≥970％，300％定伸应力≥8MPa，撕裂强度≥68kN/m。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术提供的技术方案中的技术特征做进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。本专利技术中的“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。本专利技术的第一个方面提供了一种天然橡胶复合材料，包括以下成分：橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂；所述偶联剂为JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂。所述JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂购自南京金来旺塑胶技术有限公司。在一种优选的实施方式中，按重量份计，包括以下成分：100-110份橡胶组分、5-15份填料、1-2份偶联剂、1-2份交联剂。在一种优选的实施方式中，按重量份计，包括以下成分：105份橡胶组分、10份填料、1.5份偶联剂、1.5份交联剂。在一种优选的实施方式中，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。在一种优选的实施方式中，所述橡胶组分为天然胶乳、环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述天然橡胶复合材料中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括98-103份以干胶计的天然胶乳、2-7份以干胶计的环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，按重量份计，所述天然橡胶复合材料中包括105份橡胶组分；所述橡胶组分中包括100份以干胶计的天然胶乳、5份以干胶计的环氧化天然胶乳。在一种优选的实施方式中，所述天然胶乳为巴西三叶橡胶树的天然胶乳或浓缩天然胶乳或经离心浓缩、总固体含量为60％的浓缩天然胶乳。在一种更优选的实施方式中，所述天然胶乳为经离心浓缩、总固体含量为60％的浓缩天然胶乳。在一种优选的实施方式中，所述环氧化天然胶乳为浓缩天然橡胶胶乳通过环氧化反应制备的环氧化天然橡胶胶乳，环氧化程度为5～50％、总固体含量为20～25％。在一种更优选的实施方式中，所述环氧化天然胶乳为浓缩天然橡胶胶乳通过环氧化反应制备的环氧化天然橡胶胶乳，环氧化程度为25％、总固体含量为20％的环氧化天然橡胶胶乳。在一种优选的实施方式中，所述填料的制备原料包括碳酸钙、贝壳粉、陶土、石墨烯中的至少一种。在一种更优选的实施方式中，所述填料的制备原料包括石墨烯。在一种优选的实施方式中，所述石墨烯选自氧化石墨烯、插层剥离石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然橡胶复合材料，其特征在于，包括以下成分：橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂；所述偶联剂为JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然橡胶复合材料，其特征在于，包括以下成分：橡胶组分、填料、偶联剂、交联剂；所述偶联剂为JL-G端胺基羟醇酯偶联改性剂。


2.如权利要求1所述的天然橡胶复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下成分：100-110份橡胶组分、5-15份填料、1-2份偶联剂、1-2份交联剂。


3.如权利要求2所述的天然橡胶复合材料，其特征在于，按重量份计，包括以下成分：105份橡胶组分、10份填料、1.5份偶联剂、1.5份交联剂。


4.如权利要求1-3任一项权利要求所述的天然橡胶复合材料，其特征在于，所述橡胶组分选自天然胶乳、天然橡胶、环氧化天然胶乳、环氧化天然橡胶、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶胶乳、甲基丙烯酸羟乙酯橡胶中的至少一种。


5.如权利要求4所述的天然橡胶复合材料，其特征在于，按重量份计，所述天然橡胶复合材料中包括100-110份橡胶组分；所述橡胶组分中包括98-103份以干胶计的天然胶乳、2-7份以干胶计的环氧化天然胶乳。


6.如权利要求5所述的天然橡胶复合材料，其特征在于，按重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宗强，王兵兵，李高荣，龙华倩，孙中锐，张福全，廖禄生，彭政，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44