[发明专利]一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于：包括下述重量份的原料：橡胶100份，2,2'-二烯丙基双酚A 5～10份，液体丁腈橡胶8～15份，短切碳纤维0.5～2.0份，硫化活性剂3～5份，表面活性剂0.5～2.0份，交联剂0.5～2.5份，硫化促进剂0.5～3.5份，防老剂0.5～3.0份，补强剂15～30份；所述橡胶由天然橡胶和合成橡胶组成，其中，合成橡胶为丁腈橡胶和丁苯橡胶的混合物，或者，合成橡胶为丁腈橡胶和顺丁橡胶的混合物，或者，合成橡胶为丁腈橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶的混合物；

碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)短切碳纤维在110～140℃下分散于2,2'-二烯丙基双酚A和液体丁腈橡胶的混合物中，形成橡胶化碳纤维；

(2)橡胶化碳纤维与橡胶在硫化活性剂、表面活性剂、交联剂、硫化促进剂、防老剂和补强剂作用下经混炼、硫化交联后得碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于所述液体丁腈橡胶的数均分子量为3000～3500。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于所述短切碳纤维长度为2～10mm。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于所述硫化活性剂为氧化锌，表面活性剂为硬脂酸，交联剂为硫磺，补强剂为炭黑。

5.根据权利要求1所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于所述硫化促进剂为二甲基二硫代氨基甲酸锌、N-环己 基-2-苯骈噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、二乙基二硫代氨基甲酸锌、4,4'-二硫代二吗啉、二硫化二苯并噻唑、六硫化双五甲撑秋兰姆、四硫化双五甲撑秋兰姆中的任意一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料，其特征在于所述防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺、N,N'-二(2-萘基)对苯二胺、二丁基二硫代氨基甲酸镍、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物、N-苯基-2-萘胺中的任意一种或几种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)短切碳纤维在110～140℃下分散于2,2'-二烯丙基双酚A和液体丁腈橡胶的混合物中，形成橡胶化碳纤维；

(2)橡胶化碳纤维与橡胶在硫化活性剂、表面活性剂、交联剂、硫化促进剂、防老剂和补强剂作用下经混炼、硫化交联后得碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料。

8.根据权利要求7所述的一种碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)橡胶化碳纤维：首先将2,2'-二烯丙基双酚A和液体丁腈橡胶的混合物加热至110～140℃，搅拌10～30分钟，逐步加入短切碳纤维，搅拌反应2～6小时，得到橡胶化碳纤维；

(2)橡胶化碳纤维与橡胶复合：首先在开炼机上对天然橡胶进行塑炼，将塑炼好的天然橡胶与合成橡胶一起放入密炼机，密炼0.5～2分钟，然后向密炼机中加入表面活性剂、硫化活性剂、防老剂、补强剂和橡胶化碳纤维密炼2～5分钟，将密炼好的胶料放入开炼机上，加入硫化促进剂、交联剂，薄通6～10遍后下片；将下片后得到的混炼胶胶片放入平板硫化机中于140～160℃硫化10～20分钟，得到碳纤维基抗穿刺橡胶复合材料。