[发明专利]纳米金刚石粉对橡胶补强的方法

说明书

本发明公开了一种纳米金刚石粉橡胶的制备方法，首先对纳米金刚石粉进行处理，然后将处理后的纳米金刚石粉作为填料用于橡胶制备即可；所述纳米金刚石粉按如下步骤进行处理：1)取纳米金刚石粉放入性质稳定的器皿中；2)将器皿放入真空干燥箱中110℃保温8小时；3)保温结束后自然降温至室温，所得产品即为处理后纳米金刚石粉。本方法能够提高结合胶含量，可有效提高橡胶的耐磨性、耐湿滑性、硬度和抗撕裂等性能。其配方按照重量份数配比，包括:生胶58〜60份，补强剂25〜30份，操作油1〜3份，活性剂5〜6份，防老剂1〜2份，粘合增进剂1〜3份，硫化剂1〜3份，促进剂0.5〜1份，防焦剂0.1〜0.2份。本发明所得橡胶能够提高结合胶含量，可有效提高耐磨性、耐湿滑性、硬度和抗撕裂等性能，强度高、效果稳定、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种金刚石橡胶、其制备方法及其配方技术。

背景技术

近年来，橡胶工业新技术发展迅速，换代快，特别是非轮胎领域的精细橡胶制品发展更快，对橡胶制品要求越来越来高，正向功能化发展。产品结构设计方面不断出现新构思，轮胎继续朝着扁平化、小型化、无内胎化方向发展，并使其具有低噪音、安全舒适、全天候行使的特点。在胶管方面特别要求提高保险期至10年以上，而且要求低渗透性。鞋类全世界每年需求约80亿双，要求舒适、卫生、美观。

橡胶作为一种重要的战略物资，广泛应用于国民经济、高新技术和国防军工等领域。近年来，橡胶工业迅速的发展，同时对橡胶制品提出了更高的要求。特别是高速列车、军械和航空航天等高科技领域，对橡胶材料要求近乎苛刻。橡胶材料必须向着功能化、精细化和多元化的方向发展，传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求，而通过加入特定填料是提高材料性能的一种有效途径。

纳米颗粒是指颗粒尺寸小于100nm的微粒，由于其可调控物质的结构，从而可制成具有特殊性能的功能材料，表面效应和体积效应是纳米颗粒的基本特征。表面效应是随着线度的减小，颗粒的比表面能增加，表面能也增大；体积效应表现为量子化效应、宏观量子隧道效应及小尺寸效应。橡胶工业最早利用纳米炭黑增强，而层状纳米填料(高岭土、滑石、云母、膨润土)和纤维状纳米填料(纳米级凹凸棒、碳纳米管、纳米氧化铝等[41)则是常用的橡胶纳米填料，木质素也可作为高分子聚合物的一种特殊的有机橡胶填料。量子效应、小尺寸效应及大比表面原子效应使得纳米材料具有一些特殊的光、电、磁、热等性能。许多纳米填料不仅可以增强橡胶，还能赋予橡胶纳米复合材料一些新的功能，为功能橡胶制品的发展起了重要作用。

纳米金刚石是一种新型的纳米材料，它的应用虽然在润滑剂、电镀、高温高压烧结等方面较广泛，但关于在轮胎橡胶中的应用尚未引起广泛关注。纳米金刚石粒径小、比表面积大、硬度高，兼具了纳米材料和超硬材料的双重特性。将其应用于橡胶补强中能有效提高其硬度、耐磨性能及抗撕裂性能。但由于其脆性高，将其填充入橡胶后将导致混炼胶易断裂，所以目前还不能很好地将其用于橡胶补强。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种纳米金刚石粉橡胶的制备方法，本发明所得橡胶能够提高结合胶含量，可有效提高耐磨性、耐湿滑性、硬度和抗撕裂等性能，强度高、效果稳定、使用寿命长。

本发明的技术方案是这样实现的：

首先对纳米金刚石粉进行处理，然后将改性后的纳米金刚石粉作为填料用于橡胶制备即可；所述纳米金刚石粉按如下步骤进行处理：1)取纳米金刚石粉放入性质稳定的器皿中；

将器皿放入真空干燥箱中110℃保温8小时，要求真空度不小于80%；

保温结束后自然降温至室温，所得产品即为处理后纳米金刚石粉；

橡胶制备时，以机械外加法加入纳米金刚石粉，整体工艺流程为常用的橡胶生产工艺，其中包括塑炼、混炼、成型、硫化等步骤；