[发明专利]一种水滑石/环氧天然橡胶/溴化丁基橡胶复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种水滑石/环氧天然橡胶/溴化丁基橡胶复合材料及制备方法。所述复合材料是由包括以下组分的原料制备而得：环氧天然橡胶和溴化丁基橡胶、改性水滑石粉末、环保芳烃油、防老剂、促进剂、硫化剂、硬脂酸、氧化锌和填料；所述改性水滑石粉末是由包括以下步骤的方法制备的：水滑石浆液与偶联剂混合，超声分散、干燥后制得改性水滑石粉末。本发明的改性水滑石粉末可作为优异的补强填料引用在橡胶补强中，提高橡胶复合材料的气密性以及耐屈挠性能，使得橡胶复合材料具有良好的气密性、耐屈挠性能和力学性能。并且本发明工艺简单，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，进一步地说，是涉及一种水滑石/环氧天然橡胶/溴化丁基橡胶复合材料及制备方法。

背景技术

水滑石是一种层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide Compounds,简称LDHs)，是一种阴离子黏土矿物，是具有碱性以及阴离子插层能力的无机层状化合物。其来源可以天然开采，也可以人工合成。由于其制备工艺简单，价格低廉而且组分结构可控，近年来得到了长足发展。现在水滑石在各个方面已经得到了广泛的运用，例如药物缓释、基因疗法、改善聚合物复合材料的热稳定性和阻燃性能、控制释放或吸附农药、新型杂化材料(例如可见光发光、磁性纳米颗粒)的制备、以及废水处理。可以预见，由于其特殊的性能，水滑石的应用远远不止于此。不仅水滑石片层间的阴离子可以置换，层板间的金属阳离子也可以由半径相近的二价或三价的金属阳离子所取代，从而得到更优异的综合性能。水滑石是高面厚比的大片层结构，片层尺寸可达微米级。层板结构为正八面体，金属阳离子位于八面体中心，氢氧根位于八面体的角，相邻八面体公用棱而互相连接，组成了二维延伸的金属氢氧化物。水滑石性能特征主要包括六个方面：(1)高面厚比的片层材料；(2)碱性；(3)层板组成的可调控性；(4)层间阴离子的可交换性；(5)阻燃性能；(6)记忆效应以及热稳定性。本发明中主要利用水滑石的高面厚比特征。在橡胶中加入水滑石粉末，通过在开炼机上压延取向，有效的阻隔了气体通过并且有效的抵抗裂纹扩展，提高气密性。

传统水滑石上带有的官能团种类单一，无法与橡胶基体上带有的官能团很好的进行反应形成交联网络。因此，引入偶联剂改性增加可反应官能团，让水滑石与橡胶基体结合更加紧密，减少水滑石迁移团聚现象，使得水滑石分散更好，复合材料性能更优。水滑石改性可针对性的引入某种官能团，以增强特定的性能。如：用乙酰基丙氨基三乙氧基硅烷修饰水滑石层板表面并且引入其他配合物，以此来解决水滑石在聚合物基体中的分散以及水滑石与聚合物基体之间界面性能等问题。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种水滑石/环氧天然橡胶/溴化丁基橡胶复合材料及制备方法。因为水滑石是大片层结构，加入至橡胶基体中能阻碍气体通过路径并且有效的抵抗裂纹扩展，因此提高了复合材料的气密性和耐屈挠性能。通过开炼机对该复合材料的剪切作用实现取向，使得水滑石粒子在橡胶基体中有序排列，大大提高橡胶复合材料的气密性及耐屈挠性能。

本发明的目的之一是提供一种水滑石/环氧天然橡胶/溴化丁基橡胶复合材料。

所述复合材料是由包括以下组分的原料制备而得：

环氧天然橡胶和溴化丁基橡胶、改性水滑石粉末、环保芳烃油、防老剂、促进剂、硫化剂、硬脂酸、氧化锌和填料；

各组份按重量份数计，

环氧天然橡胶和溴化丁基橡胶100重量份；

所述改性水滑石粉末是由包括以下步骤的方法制备的：

水滑石浆液与偶联剂混合，超声分散、干燥后制得改性水滑石粉末；

水滑石和偶联剂的用量范围比(0.5～500)：1；优选为(10～50):1。

具体地，