[发明专利]软质橡胶鞋底用高岭土/丁苯橡胶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及非金属矿矿物材料及复合材料技术领域，具体涉及一种软质橡胶鞋底用高岭土/丁苯橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

炭黑和白炭黑作为最常用的橡胶补强剂，有着很好的补强效果，在工业上很难找到一种完全能够替代它们的补强填料，然而，这两种补强剂在工业应用中也存在着一定的问题，例如，价格的昂贵，使得填充后橡胶成本的大幅上升；由于颗粒的细小，在橡胶中分散困难以及价格的原因，通常填充量不会太高。因此寻找价廉物美的替代或部分替代炭黑和白炭黑的补强剂已成为必然。

高岭土是填料领域中常用的矿物原料。目前高岭土作为填料的研究，以低填充份数和填充至天然橡胶的研究居多，也有在实验室利用过于复杂的工艺和加工方法对高岭土进行改性后对橡胶进行填充研究。这些研究成果在工业上由于成本过高、物理机械性能指标不如炭黑白炭黑等补强剂，或者应用技术上的障碍而难以实现。高岭土的主要功能是在加工改性后可以达到对复合材料补强的作用，其加工改性效果的好坏和高岭土/橡胶配方的好坏直接影响着高岭土/橡胶的物理机械性能。

改性高岭土作为填料制备丁苯橡胶橡胶鞋底，可以达到在填料上替代昂贵的炭黑、白炭黑，利用廉价的丁苯橡胶用于橡胶鞋底的生产。目前，用改性高岭土作为橡胶补强填料研究的专利有主要针对的是煤系高岭土，例如：

(1)严春杰等公开了一种丁基胶塞用煅烧高岭土的制备工艺(申请号：200710052951)，它是将煤系高岭土经过洗矿、颚破粗碎、机械磨超细，然后与尿素混合，在煅烧窑中煅烧。可以达到小于2μm所占质量比例大于80％、白度大于82的丁基胶塞用煅烧用高岭土产品。

(2)刘钦甫等公开了一种具有补强和阻隔双重性能的高岭土/橡胶纳米复合材料(申请号：200810172372)，该方法是将一种纳米高岭土粉体与橡胶共混，添加各种配合剂，制备同时具有增强和气体阻隔性能的高岭土/橡胶纳米复合材料，该复合材料具有良好的拉伸强度、定伸强度、弹性和伸长率，其透气率与纯胶相比降低了30-80％。

(3)程先中等公开的用煤系高岭土制备丁基橡胶瓶塞补强填料的方法(专利申请号为200510018202.X)，该方法是将选矿、洗矿后、粗碎，在粗碎后的煤系高岭土矿石中拌入活性增白剂；将加入活性增白剂后的煤系高岭土矿石超细粉碎后装入匣钵通过窑车送入燃烧隧道高温煅烧，煅烧后的煤系高岭土再添加表面改性剂送入解聚机粉碎得到成品。

上述制备高岭土的方法都是采用工艺较为复杂和成本较高的煅烧高岭土改性、填充或纳米化化改性填充。只能用于对于质量要求较高的橡胶制品，而对于质量要求一般的橡胶鞋底填料及橡胶的选用，则要考虑一般的工业化流程对高岭土进行加工改性，以及选用价格相对低廉的橡胶作为母料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合工业生产的高岭土/丁苯橡胶复合材料的制备方法，其制备的高岭土/丁苯橡胶复合材料可以达到软质橡胶鞋底的物理机械性能要求。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明提供的软质橡胶鞋底用高岭土/丁苯橡胶复合材料的制备方法，其包括高岭土的加工、改性处理的药剂种类和复配的药剂制度及高岭土/丁苯橡胶的硫化配方，具体是采用包括以下步骤的方法：

(1)高岭土的过筛分级或分级后磨剥：

将高岭土原矿经过捣浆除砂后用325目(45μm)筛子分级，取-45μm的高岭土产品，或者，继续窄级别分级至5～10μm、10～20μm和30～45μm；将-45μm级别高岭土磨剥，得到-2μm含量≥96％的高岭土产品；将30～45μm级别高岭土磨剥，得到-10μm含量≥80％的高岭土产品。

在磨剥过程时，可以将-45μm高岭土产品以质量浓度65％进入搅拌磨剥片，其中：加入高岭土质量2％的聚丙烯酸钠分散剂，得到-2μm含量≥96％的高岭土产品；利用沉降分级，得到30～45μm粒级范围的高岭土。

在磨剥过程时，可以将30～45μm高岭土产品以质量浓度50％进入搅拌磨超细，其中，加入高岭土质量3％的聚丙烯酸钠分散剂磨矿，得到-10μm含量≥80％的高岭土产品。

(2)改性处理的药剂种类和复配的药剂制度：

将-45μm的高岭土或分级后磨剥的高岭土产品，在采用十六烷基三甲基溴化铵、r-巯丙基三乙氧基硅烷改性剂和分析纯硬脂酸的作用下，利用高速搅拌机进行干法改性，得到改性高岭土。