[发明专利]一种复合母胶的制备方法

说明书

本发明属于复合母胶的制备方法领域，公开了一种涉及碳纳米管‑炭黑‑天然橡胶复合母胶的制备方法。该制备方法将碳纳米管在分散液中球磨成短切管悬浮液，采用界面活性剂对炭黑进行改性，并将改性后的炭黑乳化成炭黑浆液，将所述短切管悬浮液和炭黑浆液与天然橡胶胶乳混合得到碳纳米管‑炭黑‑天然橡胶复合材料，将所述复合材料凝固、干燥制得碳纳米管‑炭黑‑天然橡胶复合母胶。该制备方法解决了碳纳米管在胶料中难分散的问题，该复合母胶应用于胶料中具有高导电、高耐磨，高分散等特点，满足了橡胶复合材料更高力学性能的需求。

技术领域

本发明涉及复合母胶的制备方法，特别一种涉及碳纳米管-炭黑-天然橡胶复合母胶的制备方法。

背景技术

碳纳米管是一维的纳米材料，在工程材料领域，碳管以其优异的物理机械性能成为聚合材料理想的填料,具有优异的力学性能、导电、导热性能，因而被认为是聚合物基复合材料理想的力学强化和功能改性材料，采用碳纳米管制成的复合材料表现出良好强度、弹性和抗疲劳性，碳纳米管也逐渐用于橡胶制品、轮胎、塑料等工业中。在橡胶工业中，将碳纳米管填充到各种橡胶基体以提高橡胶基体的性能成为研究高端橡胶产品的理想共混复合材料之一，但碳纳米管自身有着很高的表面自由能，易发生团聚现象，所以在复合填充使用时，碳纳米管团聚在橡胶集体中，与橡胶基体不能很好地相容，不仅影响了橡胶本身的性能，而且碳纳米管也没有发挥其优良的性能。

目前，在碳管的分散性及其复合材料研究中已经取得许多进展。比如中国专利CN201610038086.6公开了一种多壁碳纳米管改性航空橡胶材料的制备方法，将碳管分散在阴离子表面活性剂中获得悬浮液，在悬浮液中加入天然橡胶乳液，经干燥制得复合母胶,利用电荷吸附原理制备复合母胶，但是该专利采用的碳管长度比较大，虽然进行了超声处理，但是仍然不足以使其解缠结，因此在复合体系中碳管仍存在缠绕团聚现象。发明人试想通过将碳纳米管短切并将其加入到橡胶母料中，但是短切碳管又存在粉体端点较多，固相复合反而极易团聚，得到的复合固相复合材料出现粘度大、加工更加困难，并且导电导热性能也不理想，甚至一度放弃了制备复合母胶的最初努力，然而随着试验的进行，我们惊奇的发现，特殊的手段短切碳管，并且将该短切碳管均匀的分散到分散液中，可以制得短切管端点数量合适、无缠绕团聚现象复合母胶。综上所述，提供一种新的制备方法制备复合母胶，制备出尺寸均匀，分散好，性能稳定的碳纳米管及其复合材料是拓展其应用领域的需要。

发明内容

为了解决现有技术中的碳纳米管在复合体系中存在分布不均匀、存在缠绕团聚现象的技术问题，本发明提供了一种复合母胶的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种复合母胶的制备方法，将碳纳米管在分散液中球磨成短切管悬浮液，采用界面活性剂对炭黑进行改性，并将改性后的炭黑乳化成炭黑浆液，将所述短切管悬浮液和炭黑浆液与天然橡胶胶乳混合得到碳纳米管-炭黑-天然橡胶复合材料，将所述复合材料凝固、干燥制得碳纳米管-炭黑-天然橡胶复合母胶。具体包括以下步骤：

(2.1)将碳纳米管加入到0.1-5％质量浓度的环保型分散液中进行球磨，球磨速度为100-1000rpm，球磨1-20h，碳纳米管均匀分散在所述分散液中制得长度为50nm-10μm的短切碳管悬浮液；

本发明提供的碳纳米管与分散液的质量比为1:50-200；

作为优选，所述环保型分散液为辛基苯基聚氧乙烯醚、异构脂肪醇聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基氨基丙酸钠、聚丙烯酰胺、甘胆酸钠、氨基硼酸酯，脂肪醇醚硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇或聚氧乙烯醚一种或几种。

(2.2)采用界面活性剂对炭黑进行表面改性，界面活性剂与炭黑的质量浓度为0.1-2％，将改性炭黑加入到乳化机中并通入水进行搅拌乳化，改性炭黑与水的混合质量体积比为1:30-100，搅拌乳化制得炭黑浆液。