[发明专利]尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶复合材料技术领域。其首先制备聚乙烯醇溶液，然后加入尼龙纤维进行超声分散，制备制备尼龙纤维‑聚乙烯醇复合物，随后加入物料进行混炼，得到胶料复合物，最后终炼制得尼龙纤维基橡胶复合材料。本发明工艺简单，能够显著提高尼龙纤维在橡胶混炼工艺中的分散性，提高橡胶的各项性能指标。

技术领域

本发明涉及一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶复合材料技术领域。

背景技术

橡胶因其独特的高弹性，是一种重要的战略性物资，在国民经济、高新技术和国防军工领域有着极为广泛的应用。单纯的天然橡胶或合成橡胶，不论硫化与否，均无法满足实际使用需求。通常需要添加填料提高其机械性能。

尼龙纤维作为增强填料在橡胶中有着重要的应用。尼龙纤维的优点是强力高、耐热、耐疲劳。将尼龙纤维引入橡胶中提高橡胶的综合性能一直是研究的热点。尼龙纤维不仅能够提高橡胶的机械性能，同时可赋予其特殊的功能性。然而，尼龙纤维表面光滑，不利于与其他聚合物的粘合，在橡胶中的分散性较差。提高尼龙纤维在橡胶中的分散性是发挥尼龙纤维性能，提升橡胶综合性能的关键。时至今日，提高尼龙纤维在橡胶中的分散性一直是科研技术领域和工业领域的难点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种尼龙纤维基橡胶复合材料及其制备方法。

按照本发明提供的技术方案，尼龙纤维基橡胶复合材料，配方比例按重量份计如下：橡胶100份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份。

所述的橡胶为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和氯丁橡胶中的一种或几种。

所述炭黑为N234、N326和N375中的一种或多种。

所述防老剂为防老剂4020和/或防老剂RD。

所述促进剂为NOBS、CZ、DZ和NS中的一种或多种。

所述防焦剂为CTP。

所述尼龙纤维基橡胶复合材料的制备方法，按重量份计步骤如下：

（1）尼龙纤维-聚乙烯醇复合物的制备：

a、将聚乙烯醇溶于去离子水中，配置质量浓度为1%-10%的聚乙烯醇水溶液，待完全溶解后加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的为聚乙烯醇质量的10%-50%，得到聚乙烯醇溶液；

b、将尼龙纤维加入步骤a所得聚乙烯醇溶液中，100-800W功率下超声分散1-3h至尼龙纤维均匀分散，得到尼龙纤维-聚乙烯醇分散液；

c、将尼龙纤维-聚乙烯醇分散液于室温下干燥2~24h，制备得到尼龙纤维-聚乙烯醇复合物；

（2）一段母炼：向密炼机中依次加入橡胶100份，尼龙纤维-聚乙烯醇复合物0.1-20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5-5份，炭黑30-60份，氧化锌5-10份，硬脂酸0.5-4份，防老剂1-5份，密炼机转子转速为45-55转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-140秒，排胶温度为150-165℃，得到一段母胶；

（4）终炼：向密炼机中加入步骤（2）所得一段母胶，硫磺2-6份，促进剂0.5-2份，防焦剂0.1-0.4份，密炼机转子转速为20-40转/分钟，上顶栓压力为0.3-0.5MPa，炼胶时间为50-130s，排胶温度为90-110℃，得到终炼胶。

所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或多种。

所述的尼龙纤维-聚乙烯醇复合物中，尼龙纤维与聚乙烯醇的质量比为1:5~50。