[发明专利]一种天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料的制备方法

摘要

一种天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料的制备方法，即将沉降离心提纯后的天然凹土通过可溶性碳源溶液的浸泡、包覆，经过烘干、研磨过筛后置于还原气氛中进行高温炭化，得到表面炭包覆的纳米凹凸棒石，然后与天然橡胶进行混炼、硫化后，得到天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料。其工艺过程依次包括以下步骤，A：凹凸棒石的提纯；B：凹凸棒石的预包覆；C：凹凸棒石的表面炭化；D：天然橡胶与凹凸棒石的混炼；E：复合材料的硫化。该方法的优越性在于将天然凹土进行简单处理后，可以在保证其纤维状结构不被破坏的前提下，改变其表面的极性，增强其与非极性橡胶的相容性，增大了凹凸棒石在天然橡胶基体中的填充量，制备出力学性能优异的天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料。

主权项

1.一种天然橡胶/凹凸棒石纳米复合材料的制备方法，其制备工艺依次如下：1)凹凸棒石的提纯：(a)将凹凸棒石分散到水溶液中，配成浓度为3‑50％的溶液；加入分散剂，其中分散剂的加入量为凹凸棒石质量的1‑6％；在40‑90℃下水浴加热，搅拌5‑60分钟，转速为500‑5000转/分钟；(b)将分散好的凹凸棒石浆液离心，离心转速为300‑4500转/分钟；离心完成后取上层凹凸棒石浆液，过滤；(c)产物置于真空干燥箱中40～85℃干燥3～48h后研磨过200目筛，备用；2)凹凸棒石的预包覆：将可溶性碳源溶于水中，将其逐渐加入提纯后的凹凸棒石，搅拌均匀，产物置于真空干燥箱中40～85℃干燥3～48h后研磨过200目筛，备用；3)凹凸棒石的炭化：将烘干、过筛后的预包覆凹凸棒石置于坩埚中，于还原气氛下300～800℃煅烧1～12h后冷却至室温，过200目筛即得橡胶补强用改性凹凸棒石；4)天然橡胶与凹凸棒石的混炼：将天然橡胶、炭化后的凹凸棒石与各种配合剂在双辊混炼机上混炼均匀，混炼时间为15分钟；硫化配方为：天然橡胶100份，炭化凹凸棒石1～30份；炭黑50份；氧化锌5份；硬脂酸1份；促进剂DM 1份；促进剂CZ 0.5份；硫磺2份；5)复合材料的硫化：将混炼胶在平板硫化机上硫化，硫化压力为15‑20兆帕，硫化温度为143℃，硫化时间为20～60分钟。