[发明专利]一种热塑性硫化橡胶纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种热塑性硫化橡胶纳米复合材料，其特征在于，

所述纳米复合材料是由预混料经熔融共混制得的，所述预混料是由结合有液体介质的纳米材料充盈粘附于热塑性硫化橡胶颗粒间形成的，所述热塑性硫化橡胶包括极性塑料和极性橡胶；所述纳米材料包括层状纳米材料，所述层状纳米材料的至少部分片层在复合材料中呈扩张状；所述液体介质注入层状纳米材料的层间，形成充盈粘附于热塑性硫化橡胶颗粒间的膏状物，所述膏状物的稠度为0～100mm，但不为0mm；

所述纳米复合材料是由如下方法制备的：

(1) 将液体介质、纳米材料和助剂混合搅拌，得到膏状物，并在膏状物中加入胶乳，所述胶乳与膏状物的质量比为0.1～10:1；

(2) 将步骤(1)中得到膏状物和胶乳的混合物与热塑性硫化橡胶颗粒混合，令膏状物充盈粘附于热塑性硫化橡胶颗粒间得到预混料；

(3) 将步骤(2)中的预混料进行熔融共混，得到纳米复合材料；

步骤(3)中，在熔融共混的温度高于液体介质的沸点并达到热塑性硫化橡胶塑化温度的过程中，液体介质气化，将团聚的纳米材料分离；

所述液体介质为水，所述液体介质与纳米材料的重量比为5～50:1；

步骤(1)中，在层状纳米材料中加入助剂以提高层间含液量，令所述层状纳米材料的层间所含液体介质占膏状物总质量的50～98%，所述助剂与纳米材料的质量比为0.01～50:1。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述层状纳米材料包括由固定结构单元通过共用的角、边或面堆积而成的多层空间网状结构，各层间存在可移动的离子或分子。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述热塑性硫化橡胶中，极性塑料与极性橡胶的重量比为20～80:80～20；所述极性塑料包括PU、PVC、PBT、PET、PMMA或PA中的一种，极性橡胶包括氯丁橡胶、丁腈橡胶、HNBR、XNBR、氟橡胶、聚醚橡胶、聚硫橡胶或丙烯酸橡胶中的一种。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，极性塑料与极性橡胶的重量比为30～50:70～50。

5.根据权利要求3或4所述的复合材料，其特征在于，所述纳米材料与热塑性硫化橡胶的质量比为0.1～20:100。

6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述纳米材料与热塑性硫化橡胶的质量比为1～10:100。

7.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述纳米材料与热塑性硫化橡胶的质量比为3～8:100。

8.一种如权利要求1～7任意一项热塑性硫化橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1) 将液体介质、纳米材料和助剂混合搅拌，得到膏状物，并在膏状物中加入胶乳，所述胶乳与膏状物的质量比为0.1～10:1；

(2) 将步骤(1)中得到膏状物和胶乳的混合物与热塑性硫化橡胶颗粒混合，令膏状物充盈粘附于热塑性硫化橡胶颗粒间得到预混料；

(3) 将步骤(2)中的预混料进行熔融共混，得到纳米复合材料；

步骤(3)中，在熔融共混的温度高于液体介质的沸点并达到热塑性硫化橡胶塑化温度的过程中，液体介质气化，将团聚的纳米材料分离；

所述液体介质为水，所述液体介质与纳米材料的重量比为5～50:1；

步骤(1)中，在层状纳米材料中加入助剂以提高层间含液量，令所述层状纳米材料的层间所含液体介质占膏状物总质量的50～98%，所述助剂与纳米材料的质量比为0.01～50:1；所述液体介质注入层状纳米材料的层间，形成充盈粘附于热塑性硫化橡胶颗粒间的膏状物，所述膏状物的稠度为0～100mm，但不为0mm。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述液体介质与纳米材料的重量比为5～20:1。