[发明专利]一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的橡胶吸水复合材料，特别是一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，属于高分子材料技术领域。

背景技术

木粉作为自然界中最典型的生物材料，主要成分是纤维素，其中含有大量的羟基，这些羟基形成分子间的氢键或分子内的氢键，使木粉具有吸水性，吸湿率可达到8%-12%，因此若将其添加到高分子聚合物中，可提高聚合物的吸水性能；木粉的颗粒大小约为0-500目，也是一种很有潜力的补强材料。木粉储量丰富、价格低廉、用途广泛，原料易于较大批量生产。

橡胶吸水材料是通过在橡胶基体中引入亲水基团或亲水组分制成，其吸水后可膨胀至自身质量或体积的数倍乃至数百倍，充满所接触的不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力以达到密封止水的效果。它在防水密封、土壤改良等领域有着广阔的应用前景，这不仅大幅度提高了橡胶材料的附加值，还具有十分明显的社会效益。

橡胶吸水材料是由橡胶、吸水组分（吸水剂和助吸水剂）、填料等组成的多组分体系。吸水剂是赋予其吸水膨胀性能的关键物质，但助吸水剂在一定程度上亦能大大提高材料的吸水性能。目前，聚丙烯酸盐系列吸水剂较为常用；橡胶是基体，其弹性和强度将会影响材料的机械性能，多采用具有一定极性或吃粉能力较强的橡胶作为基体，如氯丁橡胶（CR）、丁腈橡胶（NBR）、三元乙丙橡胶（EPDM）等。填料多是具有一定补强效果，如炭黑、白炭黑、蒙脱土、淀粉等。国内对改性木粉做了大量研究，如：中国专利201010288686.0“一种阻燃木塑复合材料及其制备方法”公开了改性木粉的制备方法为 ：将木粉依次经碱溶液和醇溶液浸泡后洗涤至中性，烘 干后得到预处理后的木粉，将预处理后的木粉在pH为5.0～6.5、溶液温度为85℃～100℃的三聚氰胺饱和水溶液中搅拌0.5小时～5小时，待搅拌结束后再将物料快速冷却至30℃以下，经过滤、干燥后在100℃～130℃热处理0.5 小时～3小时，得到改性木粉。该种改性木粉主要用于阻燃材料中。

CN101161711（公开日：2008年04月16日）公开了一种含蒙脱土吸水材料的吸水膨胀橡胶组合物及其制备方法，该方法中蒙脱土吸水材料由丙烯酸钠、丙烯酰胺在引发剂作用下，于蒙脱土片层中插层共聚而成；吸水膨胀橡胶是由橡胶基、蒙脱土吸水材料、活化剂、防老剂、补强填充剂、增容剂、吸水促进剂等经过开炼机混炼，然后硫化制成。该吸水膨胀橡胶制备工艺较复杂，主要对蒙脱土进行处理制备吸水材料。

华晋等人研究木粉加入塑料（聚乳酸）中的吸水效果，木粉含量为20份的复合材料，2ｈ 后增重率为2.44％，24ｈ 增重率为7.93％，吸水率较低，主要运用在塑料中。

吕闪闪等人研究了木粉含量对木粉/淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响,结果表明，当木粉含量为18wt%时，复合材料的质量吸水率达13.43%，吸水率较低，主要运用在塑料中。

截止目前，木粉加入到塑料中的吸水情况有部分报道，但在橡胶吸水材料中将改性木粉用作增强组分和吸水助剂的工作在国内外中未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料。

本发明是以如下技术方案实现的：一种含改性木粉的橡胶吸水复合材料，其原料包括：橡胶基、改性木粉、聚丙烯酸钠、交联剂和助剂，各原料及质量份数为：橡胶基100份、改性木粉10-80份、聚丙烯酸钠10-80份、交联剂1-6份、助剂6-40份；

所述改性木粉的制备方法是：将粉碎至40-200目的木粉浸泡在10-23 ℃、质量百分比浓度为17.5 %的氢氧化钠溶液中72h，取出木粉，置于烘箱中干燥，干燥条件为105℃，干燥6h，即得到改性木粉。

所述的改性木粉在复合材料中的比例为5%～50%。

所述的改性木粉在复合材料中的比例为5%～40%。

所述的聚丙烯酸钠在复合材料中的比例一般在5%～50%。

所述的聚丙烯酸钠在复合材料中的比例一般在5%～40%。

所述的橡胶基包括：丁腈橡胶，氯丁橡胶，三元乙丙橡胶。

所述的交联剂包括：促进剂NA-22，促进剂DM，促进剂CZ，促进剂TT，促进剂TS，硫磺一种或两种以上按任意比量的混合。

所述的助剂包括：氧化锌，氧化镁，硬脂酸，防老剂4010NA，石蜡油，聚乙二醇，白炭黑一种或两种以上按任意比量的混合。

所述的木粉为杨树材质木粉。

本发明所述的橡胶吸水复合材料，可使用常规的橡胶开炼机，进行塑炼、混炼，利用平板硫化机，硫化成型，能够通过常规工艺制备。