[发明专利]一种天然橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种天然橡胶复合材料，由以下重量份的组分组成：天然橡胶100份，氧化锌3～6份，硬脂酸1～2份，防老剂1～2份，促进剂1～1.5份，硫磺1.5～2.5份，炭黑30～50份，改性的玄武岩纤维2～8份。本发明所述复合材料，将改性的玄武岩纤维添加到天然橡胶的配方中，能够提高天然橡胶复合材料的拉伸强度、直角撕裂强度，降低其滚动阻力等。本发明还提供了上述天然橡胶复合材料的制备方法，其工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明属于橡胶类聚合物复合材料技术领域，尤其是涉及一种天然橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

玄武岩纤维作为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩纤维的硬度很高，因而具有优异的耐磨、抗拉性能。玄武岩纤维为非晶态物质，使用温度最高可达700℃，耐酸碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有较好的耐环境性能。此外，还有较好的高温过滤性、抗辐射和良好的透波性、环保洁净及较好的力学性能。

但玄武岩纤维同时具有表面化学惰性，需要对其化学改性，以改善纤维与基体间的结合状态来提高复合材料的界面结合性能，进而提高复合材料的综合性能，现有技术中，玄武岩纤维的界面处理多借鉴玻璃纤维的界面处理方式，以硅烷偶联剂为主。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种天然橡胶复合材料，通过钛酸酯偶联剂将玄武岩纤维和有机聚合物结合起来，明显改善二者的亲和性，提高玄武岩纤维的分散性，并将改性的玄武岩纤维添加到天然橡胶的配方中，以提高天然橡胶的拉伸强度、撕裂强度，降低滚动阻力等。

本发明采用的技术方案是：

一种天然橡胶复合材料，由以下重量份的组分组成：

所述促进剂为促进剂NS和促进剂TMTD。

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，由以下重量份的组分组成：

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，所述玄武岩纤维为短切丝，单丝直径15μm，长3mm。

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，所述促进剂NS和促进剂TMTD的质量比为10:3。

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，所述改性的玄武岩纤维为钛酸酯偶联剂改性的玄武岩纤维，所述钛酸酯偶联剂为PN-131、PN-311和TG-38S中的一种。所述钛酸酯偶联剂作为一种多功能助剂，既可用作偶联剂，又可用作分散剂和粘合剂。

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，所述炭黑为炭黑N330。

本发明所述的天然橡胶复合材料，其中，所述防老剂为防老剂4020。防老剂4020具有良好的抗氧化效能外，还有抗臭氧、抗曲挠龟裂和抑制铜、锰等有害金属的作用，毒性小。

本发明还提供了上述天然橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)改性玄武岩纤维的制备：室温下，将0.15-0.45g钛酸酯偶联剂用200-300mL的乙酸乙酯稀释后，再加入3-5g玄武岩纤维，高速搅拌4-6h，反应结束后用去离子水将反应产物洗涤过滤，80～90℃干燥48h，得到改性玄武岩纤维；

(2)天然橡胶复合材料的制备：