橡胶复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种橡胶复合材料及其制备方法。该橡胶复合材料的制备方法，通过将纳米高岭土粉体作为补强填料，和促进剂、防老剂、氧化锌以及硬脂酸分别按照一定比例加入到丁苯橡胶生胶中进行混炼和硫化，制备得到具有高强性能的橡胶复合材料。该方法通过简单高效且低成本的工艺方法将纳米高岭土粉体与各小料配合使用，制备得到高质量的橡胶复合材料，大大降低了材料成本，制备得到的复合材料力学性能优异，补强效果明显，适合工业扩大化生产，对于有机无机复合材料应用扩展具有很好的示范性意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
橡胶复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶复合材料领域，特别是涉及一种橡胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]纳米粉体粒子作为一种三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1nm～100nm)的材料，其在声、光、电、磁和热各方面性能呈现优异的特性，其作为填料加入到橡胶当中制备橡胶复合材料可以大大增强橡胶制品的物理性能。
[0003]目前作为增强填料已经商用的纳米粉体主要有纳米炭黑、纳米白炭黑、纳米碳酸钙、纳米氧化物以及纳米黏土等，但是这些纳米粉体质量参差不齐，而且这些粉体制备工艺较为复杂，导致生产成本相对比较高，无法做到在较低成本的情况下保证制备性能优越的高强橡胶制品。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种成本较低且能够保证橡胶制品质量的含纳米高岭土的橡胶复合材料的制备方法。
[0005]此外，还提供一种橡胶复合材料和一种轮胎。
[0006]一种橡胶复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0007]按质量份数计，将100份丁苯橡胶生胶、0.5份～2份促进剂、0.5份～3份防老剂、2份～5份氧化锌和0.5份～2份硬脂酸进行第一次混炼后，加入40份～70份纳米高岭土粉体进行第二次混炼，第二次混炼均匀后，再加入1份～3份硫磺进行第三次混炼，制备混炼胶；将混炼胶硫化后，获得橡胶复合材料。
[0008]上述橡胶复合材料的制备方法，通过将纳米高岭土粉体作为补强填料，和促进剂、防老剂、氧化锌以及硬脂酸分别按照一定比例加入到丁苯橡胶生胶中进行混炼和硫化，制备得到具有高强性能的橡胶复合材料。该方法通过简单高效且低成本的工艺方法将纳米高岭土粉体与各小料配合使用，制备得到高质量的橡胶复合材料，大大降低了材料成本，制备得到的复合材料力学性能优异，补强效果明显，适合工业扩大化生产，对于有机无机复合材料应用扩展具有很好的示范性意义。
[0009]在其中一个实施例中，纳米高岭土粉体因纳米粒子的表面张力和静电效应呈直径0.8μm～1.5μm的片状团聚体。
[0010]在其中一个实施例中，按质量份数计，丁苯橡胶生胶为100份，促进剂为0.5份～1.5份，防老剂为0.5份～2份，氧化锌为2份～4份，硬脂酸为0.5份～1.5份，纳米高岭土粉体为40份～60份，硫磺为1份～2份。
[0011]在其中一个实施例中，第一次混炼、第二次混炼和第三次混炼的温度分别独立地为100℃～200℃。
[0012]在其中一个实施例中，第一次混炼的时间为1min～3min，第二次混炼的时间为3min～5min，第三次混炼的时间为8min～12min。
[0013]在其中一个实施例中，硫化的温度为150℃～180℃，硫化的时间为5min～10min。
[0014]在其中一个实施例中，促进剂选自促进剂CTP、促进剂TMTD、促进剂MBT和促进剂CZ中的至少一种；防老剂选自防老剂RD、防老剂TMQ、防老剂SP、防老剂4020和防老剂BLE
‑
W中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，纳米高岭土粉体是高岭土浆料经表面包覆改性后精细发泡处理获得。
[0016]一种橡胶复合材料，根据上述任一实施例所述的制备方法制备得到。
[0017]一种轮胎，包括上述任一实施例所述的橡胶复合材料。
附图说明
[0018]图1中(a)～(d)图分别为对比例1、实施例1、对比例2和实施例4制备得到的高岭土粉体的扫描电镜结果图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0020]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0021]本专利技术一实施方式提供了一种橡胶复合材料的制备方法，该制备方法包括步骤S01和步骤S02，具体地：
[0022]步骤S01：按质量份数计，将100份丁苯橡胶生胶、0.5份～2份促进剂、0.5份～3份防老剂、2份～5份氧化锌和0.5份～2份硬脂酸进行第一次混炼后，加入40份～70份纳米高岭土粉体进行第二次混炼，第二次混炼均匀后，再加入1份～3份硫磺进行第三次混炼，制备混炼胶。
[0023]进一步地，按质量份数计，丁苯橡胶生胶为100份，促进剂为0.5份～1.5份，防老剂为0.5份～2份，氧化锌为2份～4份，硬脂酸为0.5份～1.5份，纳米高岭土粉体为40份～60份，硫磺为1份～2份。
[0024]更进一步地，按质量份数计，丁苯橡胶生胶为100份，促进剂为0.8份～1.2份，防老剂为0.8份～1.5份，氧化锌为2.5份～3.5份，硬脂酸为0.8份～1.2份，纳米高岭土粉体为45份～55份，硫磺为1.2份～1.8份。
[0025]在一个可选的具体示例中，按质量份数计，丁苯橡胶生胶为100份，促进剂为0.8份、0.9份、1.0份、1.1份或1.2份，防老剂为0.8份、1.0份、1.2份或1.4份，氧化锌为2.6份、2.8份、3.0份、3.2份或3.4份，硬脂酸为0.8份、0.9份、1.0份、1.1份或1.2份，纳米高岭土粉体为46份、48份、50份、52份或54份，硫磺为1.2份、1.4份、1.5份、1.6份或1.8份。
[0026]具体地，在制备过程中，氧化锌会与促进剂反应生成锌盐络合物，含有空轨道的锌离子极化能力较强，易促进硫黄环型分子裂解，以促进橡胶硫化。而由于氧化锌与橡胶分子
都带正电荷，同性相斥，难于在橡胶中分散，当与硬脂酸一并加入，在混炼过程中，生成硬脂酸锌就易于分散了。此外，在橡胶制备过程中加入了防老剂，从而延长了橡胶及其制品的贮存期和使用寿命。本专利技术研究人员发现，按照以上比例的组分配合，能够简单高效地制备高质量的橡胶复合材料。
[0027]在其中一个实施例中，纳米高岭土粉体因纳米粒子的表面张力和静电效应呈直径0.8μm～1.5μm的片状团聚体。进一步地，纳米高岭土粉体因纳米粒子的表面张力和静电效应呈直径0.85μm～1.4μm的片状团聚体。更进一步地，纳米高岭土粉体因纳米粒子的表面张力和静电效应呈直径0.9μm～1.3μm的片状团聚体。
[0028]具体地，纳米高岭土粉体在干燥状态下会由于静电效应形成团聚体，为了分析干燥纳米粉体的粒径，可以通过扫描电镜直接观察颗粒的形貌，若团聚体过大，在液体中会导致纳米颗粒的分散性与均匀性不佳。
[0029]在其中一个实施例中，第一次混炼、第二次混炼和第三次混炼的温度分别独立地为100℃～200℃。进一步地，第一次混炼、第二次混炼和第三次混炼的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按质量份数计，将100份丁苯橡胶生胶、0.5份～2份促进剂、0.5份～3份防老剂、2份～5份氧化锌和0.5份～2份硬脂酸进行第一次混炼后，加入40份～70份纳米高岭土粉体进行第二次混炼，第二次混炼均匀后，再加入1份～3份硫磺进行第三次混炼，制备混炼胶；及将所述混炼胶硫化后，获得所述橡胶复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米高岭土粉体因纳米粒子的表面张力和静电效应呈直径0.8μm～1.5μm的片状团聚体。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述丁苯橡胶生胶为100份，所述促进剂为0.5份～1.5份，所述防老剂为0.5份～2份，所述氧化锌为2份～4份，所述硬脂酸为0.5份～1.5份，所述纳米高岭土粉体为40份～60份，所述硫磺为1份～2份。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混炼、所述第二次混炼和所述第三次混炼的温度分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐创业，邱金勇，何冬婷，申明奎，冯丽，邬玉兰，裴国献，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：