[发明专利]一种高分散棉短纤维的制备方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种高分散棉短纤维的制备方法。 

背景技术：近年来短纤维橡胶复合材料的应用越来越广，随着资源和生态的问题，人们越来越重视环境友好型的纤维素纤维为主的天然材料的研究，棉纤维的主要成分为纤维素纤维，与合成纤维相比有着独特的可再生优势，但是未经处理的棉短纤维，由于氢键或原纤化作用而易于集束，在基材中难以均匀分散。棉短纤维作为增强材料添加于基质橡胶中可提高未硫化胶的生胶强度和挺性，降低挤出膨胀率等性能，大幅度提高硫化胶的模量、抗撕裂强度、耐压缩强度等性能，尤其适合在汽车传动带压缩胶中应用。为了改善短纤维在橡胶基质中分散和粘合，前人进行了大量的研究。美国孟山都公司在USP3697364专利中讲到将水、胶乳、抗氧剂以及其它助剂与短纤维按比例混合后，搅拌形成均一的悬浮液，然后将短纤维过滤出来，干燥制得短纤维，改善了其在橡胶中的分散和粘合。用这种方法处理纤维素短纤维有很好的分散性和粘合性，但是短纤维在浸渍过程中会对浸渍液选择性吸附，从而使浸渍液成份发生变化，不利于连续生产，对表面光滑的有机纤维处理效果不明显，其原因是浸渍液不易挂在有机纤维表面。北京化工大学在ZL93117126.1专利中将短纤维、填料、粘合剂、润滑剂、表面活性剂、防老化剂等处理剂体系直接在高速搅拌装置中搅拌，得到表面均匀涂覆的粒状处理物，然后干燥后得到预处理短纤维。 USP4263184专利公开了一种将短纤维和橡胶胶乳共沉形成均一的短纤维预分散体。将短纤维与适当比例的胶乳和水混合，搅拌使其形成均一的悬浮液，然后再在高速搅拌下，加入一定浓度的电解质溶液使胶乳发生凝聚而包覆在短纤维表面制得短纤维预分散体。在悬浮体中还可以加入粘合剂、增塑剂、抗氧剂等来制得不同类型的预处理短纤维。该方法能够使预处理短纤维达到很好的粘合性，但是在高速搅拌机作用下，易出现少量胶乳破乳，使局部短纤维无法得到润滑剂的浸渍，分散困难。GB2138430A公开了一种短纤维预分散体的短纤维-胶乳共沉制备方法：将短纤维加入到一定浓度的凝聚剂中，充分搅拌，再把一定浓度的胶乳在搅拌状态下倒入该悬浮液中，于是胶乳便会凝聚到短纤维的表面上从而得到短纤维预分散体。USP4543377专利公开了一种将短纤维加入水中搅拌形成水分散体，再把该水分散体倒入正在搅拌的橡胶溶液中，这样短纤维就进入橡胶溶液中，分离蒸发有机溶剂，最终得到短纤维预分散体。上述方法预处理的短纤维有很好的分散性，但是对粘合性能改善甚少，因为在凝聚过程中粘合剂很难浸渍到纤维表面发生作用。