[发明专利]短碳纤维－玻璃短纤维混杂增强橡胶基密封复合材料及其制备工艺

权利要求书

1.一种短碳纤维-玻璃短纤维混杂增强橡胶基密封复合材料，其特征在于其原料各组份及各组份占原料总量的重量百分比分别为：粘结剂13～18％，增强纤维15％～37％，增容纤维30～50％，填料10～20％，助剂1.05％～3％，补强树脂2～4％，补强填料3～10％。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述的增强纤维为玻璃纤维和碳纤维的混杂纤维，增强纤维中碳纤维占原料总量的重量百分比为5％～12％，玻璃纤维占原料总量的重量百分比为10％～25％。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述的增容纤维为海泡石纤维或矿渣棉纤维；所述的粘结剂为丁腈橡胶、天然橡胶或两者的混合物；所述的助剂为促进剂、活性剂、硫化剂和防老剂；所述的填料由碳酸钙、滑石粉、高岭土三者中的至少一种和碳黑或白碳黑混合而成；所述的补强树脂为酚醛树脂和六亚甲基四胺的混合物；所述的补强填料为粒径0.5～1μm的超细石墨粉。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于助剂中促进剂占原料总量的重量百分比0.15～0.4％，活性剂占原料总量的重量百分比0.3～0.8％，硫化剂占原料总量的重量百分比0.2～1.0％，防老剂占原料总量的重量百分比0.4～0.8％；补强树脂中酚醛树脂占原料总量的重量百分比1.9～3.6％，六亚甲基四胺占原料总量的重量百分比0.1～0.4％；所述的填料中碳黑或白碳黑占原料总量的重量百分比1～3％，碳酸钙、滑石粉、高岭土三者中的至少一种占原料总量的重量百分比9～17％。

5.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于所述的促进剂为二硫化四甲基秋兰姆或二硫化二苯并噻唑；所述的活性剂为氧化锌和硬脂酸，氧化锌占原料总量的重量百分比0.1～0.2％，硬脂酸占原料总量的重量百分比0.2～0.6％；所述硫化剂为硫磺；所述防老剂为N-苯基-N’-异丙基对苯二胺。

6.一种如权利要求1所述的复合材料的制备工艺，其制备步骤如下：

1)将粘结剂在开炼机中进行塑炼；按上述各原料的配比依次放入促进剂→防老剂→活性剂→硫化剂进行混炼，将混炼后的胶片拉成小片，再加入溶剂将其溶解成胶浆，并在其中加入补强树脂；

2)将经过预处理的增强纤维和增容纤维在开松机中一起混和开松；

3)将胶浆、填料、补强填料在拌料机中按上述原料配比预先混和均匀，而后将开松后的混杂纤维分批投入拌料机中，以高速拌料；

4)将上述拌料在压延成张设备上分层压延成型后，在平板硫化机上硫化制得成品。

7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于对增强纤维的预处理为用重量百分浓度为1～3％的硅烷偶联剂KH-550水溶液浸渍处理玻璃纤维，在100～120℃下烘干固化10～30min，然后再采用重量百分浓度为2～5％的环氧树脂甲苯溶液浸渍涂层，并在130～160℃下烘干固化10～30min；碳纤维先在450～650℃下空气氧化1～2小时，再用重量百分浓度为2～5％的环氧树脂甲苯溶液浸渍涂层，并在130～160℃下烘干固化10～30min。

8.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于粘结剂混炼时间10～20min，混炼温度为20～70℃，溶胶时溶液与粘结剂的质量比为2.0∶1～4.0∶1；溶胶时间为20～30min。

9.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于步骤3)混料时，胶浆与填料预混5～15min；加入开松纤维先高速混料5～20min，切断刀转速为2000～3000r/min，搅拌桨转速为150～350r/min；再低速混料6～15min，切断刀转速为1000～1500r/min，搅拌桨转速为50～200r/min。

10.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于步骤4)压延时辊筒线速比为1.05～1.2；辊速为10～25m/min；硫化时硫化温度135～170℃；硫化压力15～25MPa；硫化时间15～45min。