[发明专利]一种提高天然橡胶粘结性能的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然橡胶材料，具体涉及天然橡胶的表面处理，以提高天然橡胶的表面粘结性能。

背景技术

天然橡胶是橡胶工业使用最广泛的品种，在橡胶工业中具有举足轻重的地位。然而，天然橡胶是非极性胶，与聚氨酯粘胶剂或者其他类型的粘胶剂的界面粘结性能较差，导致产品的质量差，使用寿命短。随着橡胶复合材料广泛应用于轮胎、汽车部件等方面，橡胶复合材料与其他材料之间的粘结问题成了研究的重点。

提高非极性橡胶复合材料界面粘结强度的方法主要有两种，一是对橡胶制品表面进行处理，通过在表面引入活性基团，改善橡胶的润湿性，以提高其界面粘结强度，橡胶的表面处理可分为化学表面改性和物理表面改性；二是对粘结剂进行改性，通过改变粘结剂的成分，引入可以与待粘结物质形成化学键的基团，以提高其界面的粘结性能。

硫酸是强氧化性酸，具有强的氧化性，可以将橡胶表面的C-C键氧化成羰基、羧基和羟基等极性基团，将化学惰性表面变成有极性基团的表面，从而使橡胶表面活化或极性化以提高表面能。

目前，还未见使用硫酸对橡胶表面进行处理，以提高粘结性能的报道。

发明内容

本发明提是为了解决天然橡胶界面粘结性能差的问题，而提供了一种提高天然橡胶粘结性能的表面处理方法。

一种提高天然橡胶粘结性能的表面处理方法，包括以下步骤：

（1）硫酸溶液的制备：

配制50~95wt.%的硫酸水溶液，冷却至室温，待用；

（2）天然橡胶的制备：

在开放式炼胶机上，先将天然橡胶塑炼，待其包辊后依次加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、促进剂和硫化剂，其中天然橡胶与炭黑的质量比为100:60, 然后进行混炼，混炼均匀后下片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下放置24小时，硫化成型，得天然橡胶；

（3）天然橡胶的表面处理：

a. 清洗表面：使用丙酮清洗步骤（2）所制得的天然橡胶的表面，一去除表面的灰尘、残留的脱模剂；

b. 机械打磨：用400#砂纸均匀打磨经过表面清洗的天然橡胶的表面，以去除其表面的弱界面层；

c. 超声波处理：将机械打磨后的天然橡胶放入超声波装置中超声处理1min，以去除表面打磨过程中引入的砂粒、橡胶粉粒；

d. 硫酸处理：将经超声波处理的天然橡胶片浸润到步骤（1）所配制的50~95wt%H₂SO₄水溶液中，处理5~60min后取出，放置在空气中继续反应1~10min，然后放入2%的氨水中，中和1~10min，并同时进行超声处理，然后用蒸馏水清洗，直至清洗液的PH=7，60℃烘干；

（4）粘接：

将步骤（3）处理的天然橡胶片表面涂覆Chemlok 250，室温下干燥30min，合拢已经过处理的橡胶片，在平板硫化机上100℃固化30min, 固化压力为1MPa，然后固化24h，得天然橡胶/天然橡胶片。

所述的炭黑为乙炔炭黑。

一种提高天然橡胶粘结性能的表面处理方法，包括以下步骤：

（1）硫酸溶液的制备：

配制50~95wt.%的硫酸水溶液，冷却至室温，待用；

（2）天然橡胶的制备：

在开放式炼胶机上，先将天然橡胶塑炼，待其包辊后依次加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑、促进剂和硫化剂，其中天然橡胶与炭黑的质量比为100:60, 然后进行混炼，混炼均匀后下片，得到混炼胶，将混炼胶在室温下放置24小时，硫化成型，得天然橡胶；

（3）              天然橡胶的表面处理：

a. 清洗表面：使用丙酮清洗步骤（2）所制得的天然橡胶的表面，一去除表面的灰尘、残留的脱模剂；

b. 机械打磨：用400#砂纸均匀打磨经过表面清洗的天然橡胶的表面，以去除其表面的弱界面层；

c. 超声波处理：将机械打磨后的天然橡胶放入超声波装置中超声处理1min，以去除表面打磨过程中引入的砂粒、橡胶粉粒；

d. 硫酸处理：将经超声波处理的天然橡胶片浸润到步骤（1）所配制的50~95wt%H₂SO₄水溶液中，处理5~60min后取出，放置在空气中继续反应1~10min，然后放入2%的氨水中，中和1~10min，并同时进行超声处理，然后用蒸馏水清洗，直至清洗液的PH=7，60℃烘干；