[发明专利]一种超细粉体补强橡胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：橡胶100份，改性粉煤灰30-40份、纳米氧化锌2-2.5份、偶联剂Ⅰ2-4份、偶联剂Ⅱ5-8份、硫化促进剂1-2份、增塑剂2-3份、活化剂0.5-1份、硫磺1-1.5份、助剂0.6-0.8份。

2.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述偶联剂Ⅰ和所述偶联剂Ⅱ均为巯基硅烷偶联剂和碳酸酯偶联剂的混合物，且所述偶联剂Ⅰ和所述偶联剂Ⅱ中的巯基硅烷偶联剂和碳酸酯偶联剂的物质的量之比为6:4。

3.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述硫化促进剂为硫脲。

4.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述改性粉煤灰的粒径为60-150目。

5.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶与丁腈橡胶、氯丁橡胶或顺丁橡胶的混合物或者天然橡胶中的一种；

其中，天然橡胶与丁腈橡胶、氯丁橡胶或顺丁橡胶的混合物中天然橡胶的质量分数大于等于50％。

6.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述增塑剂为六亚甲基四胺或三乙醇胺。

7.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述助剂为纳米二氧化硅。

8.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述活化剂为硬脂酸。

9.根据权利要求1所述的一种超细粉体补强橡胶，其特征在于，所述改性粉煤灰包括如下制备步骤：

1)将经超细加工后的粉煤灰干燥至恒重，得到超细粉煤灰；

2)将步骤1)的超细粉煤灰和活化剂共同加入至去离子水中，球磨5-8h后，于100-120℃条件下蒸发去离子水并干燥至恒重，得预处理粉煤灰；

3)将步骤2)的预处理粉煤灰加热至110-130℃，在其中加入偶联剂Ⅰ和无水乙醇，先加入硅烷偶联剂，并恒温搅拌10-15min，再加入碳酸酯偶联剂，并恒温搅拌6-10min，得到改性粉煤灰；

其中，所述无水乙醇与偶联剂Ⅰ的体积之比为1-2：1。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种超细粉体补强橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按照如下重量份数的原料称取：橡胶100份，改性粉煤灰30-40份、纳米氧化锌2-2.5份、偶联剂Ⅱ5-8份、硫化促进剂1-2份、增塑剂2-3份、硫磺1-1.5份、助剂0.6-0.8份，备用；

2)在经过塑炼后的橡胶中依次加入纳米氧化锌、改性粉煤灰、偶联剂Ⅱ、助剂和增塑剂混炼，得到一段混炼胶；

3)在步骤2)的一段混炼胶内依次加入硫磺和硫化促进剂混炼，得到二段混炼胶；

4)将步骤3)的二段混炼胶冷却至室温，并硫化12-24小时，得到超细粉体补强橡胶。