[发明专利]一种粘土/天然橡胶复合材料

摘要

一种粘土/天然橡胶复合材料采用金属离子络合剂对粘土进行处理，以降低过渡金属离子含量，并采用分散剂多聚脂肪酸盐水杨酰亚胺制备粘土/天然橡胶(NR)复合材料以提高粘土/NR复合材料的物理性能和耐氧老化性能。当水杨酰亚胺用量为0.015份、粘土用量为50份、不添加偶联剂或环氧化天然橡胶时，所制得的粘土/NR复合材料具有优异的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性能以及较低的压缩生热；粘土在天然橡胶基体中均匀分散。 1

主权项

1.一种粘土/天然橡胶复合材料，制备原料包括：粘土，砖红色，湛江地区玄武岩长期风化而形成；天然胶乳，海南白沙青年农场产品；水杨酰亚胺和焦磷酸钠，化学纯，国药集团化学试剂有限公司产品；分散剂多聚脂肪酸盐，总固形物质量分数为0.42，粘度(25℃)为300mPa·S，潍坊恒海化学有限公司产品；硅烷偶联剂KH‑570和钛酸丁酯，南京曙光化工集团有限公司产品；环氧化天然橡胶(ENR)，牌号ENR‑25，环氧化程度为25%。

2.根据权利要求1所述的粘土/天然橡胶复合材料，其特征是粘土/天然橡胶复合材料的制备步骤为：将粘土用去离子水浸透，配制成总固形物质量分数约为0.2的浆液，用833μm筛网过滤，除去沙砾等杂质，然后采用研磨机进行研磨，浆液中加入氨水、水杨酰亚胺和多聚脂肪酸盐，自然沉降1d后，去除底层少量较粗的粒子，在搅拌下将粘土浆液加入新鲜胶乳中，同时按粘土质量的1%加人防老剂4010分散体，混合均匀后，采用质量分数为0.05的乙酸凝固，凝块熟化10h后进行压薄、造粒、干燥，按照GB/T6038‑2006《橡胶试验胶料配料、混炼和硫化设备及操作程序》的规定，对粘土/NR复合材料进行混炼和硫化，试样在平板硫化机上硫化，硫化条件为150℃×t₉₀。

3.根据权利要求1所述的粘土/天然橡胶复合材料，其特征是粘土/天然橡胶复合材料的检测步骤为：取少量粘土分散液，干燥后用溴化钾压片，采用BrukerTensor‑27型红外光谱仪进行分析，胶料的硫化特性采用美国阿尔法科技有限公司生产的MDR2000型硫化仪按GB/T16584—1996《橡胶用无转子硫化仪测定硫化特性》进行测试，硫化温度为150℃，硫化胶的拉伸性能和撕裂强度采用中国台湾优肯科技股份有限公司生产的U7‑2080型万能拉力机分别按GB/T528‑2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》和GB/T529‑2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定(裤形、直角形和新月形试样)》进行测试，撕裂强度试样采用直角形；耐磨性能采用江苏明珠试验机械有限公司生产的MZ‑4061型阿克隆磨耗试验机按GB/T1689‑1998《硫化橡胶耐磨性能的测定(用阿克隆磨耗机)》进行测试，硫化胶的压缩生热采用德国Gabo公司生产的Gabometer4000型橡胶动态压缩生热仪进行测试，冲程4.45mm，负荷1MPa，温度30℃，压缩频率50Hz，测试时间30min，将粘土浆液滴加在锡纸上，自然干燥；硫化试片在液氮中冷却、淬断，采用荷兰飞利浦公司生产的PhilipsXL30型SEM观察粘土形态以及粘土在NR基体中的形态分布。

4.根据权利要求1所述的粘土/天然橡胶复合材料，其特征是所述的粘土/天然橡胶复合材料，利用分散剂多聚脂肪酸盐水杨酰亚胺制备粘土/NR复合材料时，采用水杨酰亚胺处理粘土，可以降低粘土中过渡金属离子含量，提高粘土/NR复合材料的耐热氧老化性能，水杨酰亚胺的最佳用量为0.015份，所述的粘土/天然橡胶复合材料，随着粘土用量的增大，粘土/NR复合材料的硫化速度减慢，拉伸强度和撕裂强度逐渐减小，压缩生热升高，耐热氧老化性能呈下降趋势，粘土的适宜用量为50份，所述的粘土/天然橡胶复合材料，与空白试样相比，加入偶联剂或ENR的粘土/NR复合材料的拉伸性能略有提高，但撕裂强度总体下降，压缩生热升高，在粘土/NR复合材料的制备过程中不需要添加偶联剂或ENR，所述的粘土/天然橡胶复合材料，与炭黑/NR复合材料相比，粘土/NR复合材料具有优异的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性能以及较低的压缩生热，非常适合绿色轮胎的生产。