[发明专利]十八烷基二甲基叔胺改性沸石和天然橡胶复合的材料及其制法

说明书

一种十八烷基二甲基叔胺改性沸石和天然橡胶复合的材料及其制法，属于非金属矿物材料领域。该方法先对天然沸石进行湿法超细粉磨，调节沸石矿浆pH值为6～10，与溶解完全的十八烷基二甲基叔胺的盐溶液混合，在40～100℃进行湿法改性5～60min，改性后的产物烘干、粉磨，得到十八烷基二甲基叔胺改性沸石，将十八烷基二甲基叔胺改性沸石加入橡胶配方中，进行混炼，硫化，得到十八烷基二甲基叔胺改性沸石和橡胶复合的材料。该方法是对天然沸石表面有机改性、以及采用改性后的沸石和天然橡胶混炼，其能够显著提高天然橡胶的力学性能。

技术领域

本发明属于非金属矿物材料领域，涉及十八烷基二甲基叔胺改性沸石和天然橡胶复合的材料及其制法。

背景技术

天然沸石是一种以硅氧四面体和铝氧四面体为骨架的硅酸盐，在我国资源储量大分布广。从天然沸石的组成成分和晶体结构来分析，沸石可以用作填充剂，并可以在一定程度上减少复合材料高聚物的用量，达到降低成本、环保生产的目的。此外，因为沸石的密度较小，将沸石用作填充材料也能在一定程度降低复合材料的密度，实现轻量化的目的。

天然沸石用作填料时需要对其进行表面有机改性处理，以增强其表面疏水性来提高与橡胶的相容性。常用的表面改性剂有硅油类、钛酸脂类、有机胺类、脂肪酸类和偶联剂类等。不同的改性药剂吸附在沸石表面后与天然橡胶混炼和硫化的过程中会有不同的作用机制，制得的橡胶复合材料的拉伸强度，撕裂强度，断裂伸长率和邵氏硬度等性能也不同。

发明内容

本发明提供了一种十八烷基二甲基叔胺改性沸石和天然橡胶复合的材料及其制法，该方法涉及天然沸石表面有机改性、以及采用改性后的沸石和天然橡胶混炼的制备工艺。采用湿法工艺对天然沸石进行表面有机改性，将制得的改性沸石与天然橡胶混炼。该方法能够显著提高天然橡胶的力学性能。

本发明的一种十八烷基二甲基叔胺改性沸石的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：超细粉磨

将天然沸石进行湿法超细粉磨，得到沸石矿浆；其中，沸石矿浆中沸石的粒度分布为D₉₀为5μm～30μm；

步骤2：湿法改性

将盐酸和十八烷基二甲基叔胺按比例在去离子水中混溶，得到溶解完全的十八烷基二甲基叔胺的盐溶液；其中比例按摩尔比，盐酸：十八烷基二甲基叔胺＝1:1；

调节沸石矿浆pH值为6～10，优选为pH值为7，加入溶解完全的十八烷基二甲基叔胺的盐溶液，然后配置成沸石质量百分比为20～30％的矿浆；其中，按质量比，沸石矿浆中沸石粉：十八烷基二甲基叔胺＝100：(0.5～1.5)；

将矿浆，在改性温度40～100℃，高速混合机转速为800～1000r/min的条件下进行湿法改性5～60min，得到改性后的产物；

步骤3：干燥处理

将改性后的产物进行烘干至恒重，粉磨打碎，得到干燥的十八烷基二甲基叔胺改性沸石；其中，十八烷基二甲基叔胺改性沸石的D₉₀为5μm～30μm。

所述的步骤1中，湿法超细粉磨的磨矿浓度为45～60％，介质填充率为70％。

所述的步骤2中，高速混合机转速优选为900r/min。

所述的步骤3中，所述的烘干，采用置于烘箱中在100～120℃烘干24h。

本发明得到的十八烷基二甲基叔胺改性沸石的接触角100°～120°，活化指数为90％～100％。

本发明的一种十八烷基二甲基叔胺改性沸石，采用上述制备方法制得。