一种橡胶复合材料及其制备方法技术

技术编号:26963497 阅读:20 留言:0更新日期:2021-01-05 23:45
本发明专利技术提供了一种橡胶复合材料及其制备方法,涉及橡胶复合材料技术领域,既能解决橡胶复合材料中炭黑团聚,又能降低橡胶复合材料的成本。橡胶复合材料包括以下成分:橡胶和橡胶改性剂,所述橡胶改性剂包括二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼中的至少一种、炭黑和炭黑分散剂。橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤:将天然橡胶塑炼得到待处理橡胶,或者将天然橡胶塑炼后加入丁苯橡胶进行混合得到待处理橡胶;在所述待处理橡胶里加入防老剂、促进剂、半有效硫化剂和橡胶改性剂进行混炼得到混炼胶;将所述混炼胶室温停放预设时间后,进行硫化,得到橡胶复合材料。本发明专利技术用于解决橡胶复合材料中炭黑团聚并降低橡胶复合材料的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶复合材料及其制备方法
本专利技术涉及橡胶复合材料
,尤其涉及一种橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
天然橡胶(NR)因其具有高弹性、低滚动阻力和优良的力学性能等优异性能,被广泛应用于轮胎和履带等制品中。然而,在实际应用中往往需要在橡胶中添加多种补强填充材料。炭黑(CB)是用量最大,应用范围最广的补强填充材料。但是由于CB粒子间的范德华力作用,大量填充的CB易团聚形成聚集体,造成复合材料的补强效率低、分散不良和滞后增大。研究表明,将石墨烯(GE)与CB组合后用于橡胶的改性,可提高CB的分散性,从而可提高橡胶复合材料机械性能。然而GE成本昂贵,造成橡胶复合材料成本较高,很难实现工业化大规模生产。因此需要一种既能解决橡胶复合材料中CB团聚,又能降低橡胶复合材料的成本,从而实现大规模生产的橡胶复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种橡胶复合材料及其制备方法,既能解决橡胶复合材料中炭黑团聚,又能降低橡胶复合材料的成本。实现本专利技术目的的技术方案如下:本专利技术提供了一种橡胶复合材料,包括以下成分:橡胶和橡胶改性剂,所述橡胶改性剂包括二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼中的至少一种、炭黑和炭黑分散剂。可选的,所述二硫化钼纳米碎片的粒径<2um;所述碳纳米管的直径尺寸为20nm~30nm,长度为10um~30um。可选的,所述橡胶为100质量份,所述橡胶改性剂为45.5~73.5质量份。可选的,橡胶复合材料还包括防老剂3~5质量份,促进剂0.5~2质量份,半有效硫化剂5~9质量份。可选的,所述橡胶为天然橡胶;或者,所述橡胶包括天然橡胶和丁苯橡胶,所述天然橡胶质量份至少为94质量份,其余为丁苯橡胶。可选的,橡胶复合材料由以下质量份的成分组成:所述天然橡胶100质量份,防老剂3~5质量份,促进剂0.5~2质量份,半有效硫化剂5~9质量份,橡胶改性剂45.5~73.5质量份;或者由以下质量份的成分组成:所述天然橡胶质量份至少为94质量份,其余为所述丁苯橡胶,所述天然橡胶和所述丁苯橡胶的质量份的总和为100质量份;防老剂3~5质量份,促进剂0.5~2质量份,半有效硫化剂5~9质量份,橡胶改性剂45.5~73.5质量份。可选的,所述防老剂包括防老剂6PPD、防老剂RD和B型微晶蜡。可选的,所述促进剂包括促进剂TBBS。可选的,所述半有效硫化剂包括氧化锌、硬脂酸、硫磺粉和防焦剂CTP。本专利技术实施例提供了一种橡胶复合材料的制备方法,包括以下步骤:将天然橡胶塑炼得到待处理橡胶,或者将天然橡胶塑炼后加入丁苯橡胶进行混合得到待处理橡胶;在所述待处理橡胶里加入防老剂、促进剂、半有效硫化剂和橡胶改性剂进行混炼得到混炼胶;将所述混炼胶室温停放预设时间后,进行硫化,得到橡胶复合材料。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:1.本专利技术提供的一种橡胶复合材料包括橡胶和橡胶改性剂,橡胶改性剂包括二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼中的至少一种、炭黑和炭黑分散剂。炭黑分散剂可将炭黑分散为微米级的粒子,二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼均能将炭黑分散为纳米级的粒子,由于提高了炭黑的分散性,进而提高了橡胶改性剂对橡胶的补强性能,而且二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼价格便宜,故能够降低橡胶复合材料的成本。2.本专利技术提供的一种橡胶复合材料的制备方法,其步骤简单,成本低廉,转化效率高,适用于工业化大规模生产。附图说明图1(a)、(b)分别为本专利技术实施例提供的超声剥离前后的MoS2形貌图;图2(a)-(c)为本专利技术实施例提供的NR/CB、NR/CB/MoS2-3和NR/CB/MoS2-7.5橡胶复合材料的扫描电镜图;图3(a)-(c)为本专利技术实施例提供的NR/SBR/CB、NR/SBR/CB/MWNTs-1、NR/SBR/CB/MWNTs-2复合材料的扫描电镜图;图4(a)-(d)分别为本专利技术实施例提供得NR/CB/MoS2-x、NR/SBR/CB/MWNTs-y、NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x和NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列复合材料的磨损体积随纳米填料含量和比列变化图;图5(a)-(b)分别为本申请的NR/CB/MoS2-x系列混炼胶动态储能模量(G')、损耗因子(tanδ)随应变的变化,其中(a)为NR/CB/MoS2-x系列混炼胶G'随应变的变化、(b)为NR/CB/MoS2-x系列混炼胶tanδ随应变的变化;图6(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y系列混炼胶G'、tanδ随应变的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y系列混炼胶G'随应变的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y系列混炼胶tanδ随应变的变化;图7(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列混炼胶G'、tanδ随应变的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列混炼胶G'随应变的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列混炼胶tanδ随应变的变化;图8(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列混炼胶G'、tanδ随应变的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列混炼胶G'随应变的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列混炼胶tanδ随应变的变化;图9(a)-(b)分别为本申请的NR/CB/MoS2-x系列硫化胶G'、tanδ随温度的变化,其中(a)为NR/CB/MoS2-x系列硫化胶G'随温度的变化、(b)为NR/CB/MoS2-x系列硫化胶tanδ随温度的变化;图10(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y系列硫化胶G'、tanδ随温度的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y系列硫化胶G'随温度的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y系列硫化胶tanδ随温度的变化;图11(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列硫化胶G'、tanδ随温度的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列硫化胶G'随温度的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/MoS2-x系列硫化胶tanδ随温度的变化;图12(a)-(b)分别为本申请的NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列硫化胶G'、tanδ随温度的变化,其中(a)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列硫化胶G'随温度的变化、(b)为NR/SBR/CB/MWNTs-y/HBN-z系列硫化胶tanδ随温度的变化;图13为本专利技术实施例提供的一种橡胶复合材料的制备方法的流程图。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶复合材料,其特征在于,包括以下成分:橡胶和橡胶改性剂,所述橡胶改性剂包括二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼中的至少一种、炭黑和炭黑分散剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶复合材料,其特征在于,包括以下成分:橡胶和橡胶改性剂,所述橡胶改性剂包括二硫化钼纳米碎片、碳纳米管和氮化硼中的至少一种、炭黑和炭黑分散剂。


2.根据权利要求1所述的橡胶复合材料,其特征在于,所述二硫化钼纳米碎片的粒径<2um;所述碳纳米管的直径尺寸为20nm~30nm,长度为10um~30um。


3.根据权利要求1所述的橡胶复合材料,其特征在于,所述橡胶为100质量份,所述橡胶改性剂为45.5~73.5质量份。


4.根据权利要求3所述的橡胶复合材料,其特征在于,还包括防老剂3~5质量份,促进剂0.5~2质量份,半有效硫化剂5~9质量份。


5.根据权利要求3所述的橡胶复合材料,其特征在于,所述橡胶为天然橡胶;
或者,所述橡胶包括天然橡胶和丁苯橡胶,所述天然橡胶质量份至少为94质量份,其余为丁苯橡胶。


6.根据权利要求5所述的橡胶复合材料,其特征在于,由以下质量份的成分组成:所述天然橡胶100质量份,防老剂3~5质量份,促进剂0.5~2质量份,半有效硫化剂5~9质量份...

【专利技术属性】
技术研发人员:房自力龚笑笑陆明
申请(专利权)人:陕西延长石油西北橡胶有限责任公司
类型:发明
国别省市:陕西;61

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