一种纳米微晶纤维素／炭黑／天然橡胶复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米微晶纤维素／炭黑／橡胶复合材料的制备方法。纳米微晶纤维素（Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ?Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，简称ＮＣＣ）是从微晶纤维素酸解得到的直径在２０－６０ｎｍ，平均长度３００ｎｍ的棒状结晶产物，可作为橡胶的新型补强材料，它具有可再生、密度小、可取向、强度高等特点，而且制备方法简便，价廉易得。通过研究发现ＮＣＣ对橡胶的补强效果优于炭黑，很好地改善了橡胶的耐热氧老化性能，同时还降低复合材料的生热，并可采取传统的橡胶加工工艺制备纳米微晶纤维素／炭黑／橡胶复合材料。本方法制备的纳米微晶纤维素／炭黑／橡胶复合材料可应用于制造各种硫化橡胶制品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于橡胶领域，具体涉及一种纳米微晶纤维素/炭黑/天然橡胶复合材料 的制备方法。
技术介绍
炭黑作为橡胶工业最为传统也是最为重要的补强填料，具有十分优异的补强性 能，但同时它也具有高污染、高能耗、依赖石油资源等难以避免的缺点。纤维素是一种广泛 存在于自然界的多糖类生物材料，全球每年自然界合成的纤维素可达IOltl IO11吨。由纤 维素降解制得的微晶纤维素具有较完整的结晶结构和优异的力学性能。与炭黑这种传统填 料相比，微晶纤维素具有来源广泛、成本低廉、可再生、可降解、环境友好和低密度等优点。 将微晶纤维素经酸水解后制得的棒状纳米微晶纤维素具有较高的长径比、较大的比表面积 以及更完善的结晶结构，力学性能更加优异。将其作为橡胶的新型补强材料，部分取代炭黑 这种传统补强填料，能够为橡胶工业带来巨大的经济效益和社会效益。完善的结晶结构及较高的长径比使得微晶纤维素特别是纳米微晶纤维素具有优 良的机械性能。微晶纤维素补强橡胶就是将微晶纤维素粒子作为增强相分散于橡胶基体 中，把橡胶分子链的柔性和纤维素粒子的刚性有机地结合在一起，使增强的复合材料既保 持橡胶的高弹性，又具有高模量、耐撕裂、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种纳米微晶纤维素/炭黑/天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将天然橡胶胶乳搅拌1～30min；(2)在20～100℃下，将纳米微晶纤维素加入到溶剂中，调节PH在4～10，加入改性剂，搅拌反应15～180min，得到改性纳米微晶纤维素；(3)将改性纳米微晶纤维素加入到天然橡胶胶乳中，搅拌混合5～60min，得到纳米微晶纤维素/天然橡胶混合物；(4)在纳米微晶纤维素/天然橡胶混合物中，喷入质量分数8～12％的CaCl2溶液破乳、共沉，洗涤沉淀8～24h，在30～80℃烘至衡重，即得到固体纳米微晶纤维素/天然橡胶混合物；(5)将固体纳米微晶纤维素/天然橡胶混合物与炭黑混炼，得到纳米微晶纤维素/炭黑/天然橡胶复合材料，所述改性剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂、橡胶助硫化剂或橡胶粘合剂中的一种或两种以上。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述改性剂用量为天然橡胶重量的 0. 5% 10%;所述纳米微晶纤维素用量为天然橡胶重量的5 55%;所述炭黑用量为天然 橡胶重量的5% 50%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)还包括与所述炭黑混炼之 前，将纳米微晶纤维素/天然橡胶混合物与通用合成橡胶或特种橡胶混炼的步骤；所述改性剂用量为橡胶重量的0. 5% 10% ；所述纳米微晶纤维素用量为橡胶重量的 5 55%;所述炭黑用量为橡胶重量的5% 50%;所述橡胶重量为天然橡胶与通用合成橡 胶或特种合成橡胶的总重量。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米微晶纤维素是微晶纤维素 酸解得到直径在20 60nm，平均长度300nm的棒状结晶产物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：古菊，林路，徐苏华，罗远芳，贾德民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81