[发明专利]一种低生热介孔二氧化硅/橡胶复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及橡胶材料技术领域，公开了一种低生热介孔二氧化硅/橡胶复合材料的制备方法。包括以下步骤：1）利用正硅酸乙酯为前驱体制备介孔二氧化硅；2）将介孔二氧化硅加入去离子水中超声震荡分散均匀，得到介孔二氧化硅悬浮液，将二氧化硅悬浮液加入天然胶乳中,混合均匀，加入氯化钙溶液进行破乳，经过过滤分离、水洗、烘干，得到橡胶母料；3）将橡胶母料放入密炼室中，然后加入氧化锌和硬脂酸，进行混炼，然后加入防老剂4010NA，继续混炼，得到混炼胶，将混炼胶放入开炼机中，加入硫磺和硫化促进剂，进行开炼，得到介孔二氧化硅/橡胶复合材料。本发明制备得到的橡胶复合材料具有良好的力学性能和低生热性能。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，涉及一种低生热介孔二氧化硅/橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

随着天然橡胶广泛应用于交通运输、军工、航空等领域，天然橡胶与煤炭、钢铁、石油并称为四大工业原料。因此保证天然橡胶的质量稳定成为天然橡胶领域重要的一环。随着社会的发展，消费者对汽车轮胎的质量要求越来越高，如何延长动态力学条件下轮胎的使用寿命，解决措施主要有三种。一是降低轮胎的生热，可以通过选择低生热的橡胶品种和条件等配合实现；二是提高轮胎胶料的耐热能力，主要通过合理选择硫化体系和防老剂老实现。三是提高轮胎胶料的导热性，一般通过选择合适的橡胶和选择合适的导热填料来完成。目前市场上主要选择滴生人的橡胶品种和填料配合实现。橡胶材料内部生热的主要原因为在外力作用下橡胶内部填充的填料与填料之间或者填料与橡胶基体之间产生摩擦作用力，使橡胶材料内部快速产生热量，橡胶内部产生热量使橡胶材料过早老化，造成橡胶材料的力学性能下降，缩短橡胶材料的使用寿命。

中国专利文献公开号CN106009700公开了一种橡胶复合材料，包括以下组分：橡胶、二氧化硅、金属氧化物、发泡微球和交联剂；又如中国专利公开号CN107108909公开了一种硫化橡胶组合物的制备方法，先制备丁二烯橡胶和二氧化硅母料，然后制备异戊二烯橡胶和二氧化硅母料，将上述制备得到的两种母粒进行混炼，然后进行硫化。上述专利文献中均利用二氧化硅作为橡胶的填料，并起到对橡胶材料的增强作用，但是二氧化硅在橡胶材料中分散性能差，且橡胶与二氧化硅之间存在界面结合作用较差，橡胶材料遇到外力作用时内部二氧化硅与二氧化硅、二氧化硅与橡胶材料之间容易产生摩擦作用力，从而引起橡胶材料内部生热，加速材料的老化。

中国专利公开号CN108219464公开了一种增强型耐磨复合塑胶材料及其制备方法，由以下步骤制备而成：先将纳米二氧化硅、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须、硬脂酸、氨丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷脂、无水乙醇和丙酮混合分散，经过干燥得到混合粉末，将混合粉末、甲基乙烯基硅橡胶、纳米氧化锌、氯化石蜡、甲基硅油混合，进行混炼，再加入丙烯酸羟乙酯和过氧化二异丙苯，混合均匀，经过平板硫化机硫化成型，加入烘箱中进行二次硫化即得。该专利技术方案中通过传统的方法在橡胶材料中混入氨丙基三乙氧基硅烷和巯丙基三甲氧基硅烷，通过在纳米二氧化硅表面接枝氨丙基三乙氧基硅烷提高纳米二氧化硅的分散性，通过在纳米二氧化硅表面接枝巯丙基三甲氧基硅烷提高纳米二氧化硅与橡胶材料的界面结合作用力。但是，传统方法将氨丙基三乙氧基硅烷接枝在纳米二氧化硅表面对纳米二氧化硅在橡胶材料中的分散性提升有限，且纳米二氧化硅与橡胶材料之间的界面结合作用力有待进一步提高。

发明内容

本发明是为了克服以上现有技术问题，提供一种低生热介孔二氧化硅/橡胶复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低生热介孔二氧化硅/橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将正丁烷、乙醚和去离子水按照体积比1:2-3:4-5混合均匀得到混合溶液，将表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯加入混合溶液中，水浴加热至80-90℃，滴加氨水，保温反应3-6h，经过离心分离、洗涤、干燥得到固体产物，将固体产物置于马弗炉中煅烧，冷却，得到介孔二氧化硅；