[发明专利]一种添加改性尾矿粉-聚酰亚胺制备环氧树脂-橡胶复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种添加改性尾矿粉‑聚酰亚胺制备环氧树脂‑橡胶复合材料的方法，将端羧基丁腈橡胶在双辊开炼机中塑炼，添加改性白炭黑、蒙脱土、硬脂酸锌、促进剂、硫磺及改性尾矿粉，进行混炼，对混炼胶打三角包，薄通，下片制得改性橡胶；向基础树脂中加入聚酰亚胺搅拌，加入改性端羧基丁腈橡胶搅拌，滴入固化剂、固化促进剂，搅拌混匀，在真空烘箱中脱泡后，放入烘箱中进行固化，制得环氧树脂‑橡胶复合材料。以钨钼尾矿为原料，通过机械球磨制备尾矿粉体，用表面改性剂对尾矿粉体进行改性；改性尾矿具有良好的亲油性，改性尾矿粉体填充丁苯橡胶具有优良的补强作用，改性的尾矿粉体充填丁苯橡胶的拉伸强度高。

技术领域

本发明属于农业机械零部件技术领域，具体涉及一种添加改性尾矿粉-聚酰亚胺制备环氧树脂-橡胶复合材料的方法。

背景技术

近年来，钨钼资源被大规模开采，并产生了大量的尾矿。这些尾矿占用了大量土地资源，并严重污染了周围环境。因此，如何综合利用并无害化处理该矿区钨钼尾矿是一个亟待解决的问题。本发明以钨钼尾矿为主要原料，在此基础上，对如何利用钨钼尾矿制备丁苯橡胶填料进行了深入探索。

环氧树脂是一种热固性树脂，具有优异的机械、加工以及与其他基材良好的粘接等性能，应用非常广泛。但是环氧树脂固化物质脆，限制了它在许多领域的应用。因此对环氧树脂改性变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种添加改性尾矿粉-聚酰亚胺制备环氧树脂-橡胶复合材料的方法，依照该方法制作的环氧树脂-橡胶复合材料具有优异的弹性模量和耐热性，可应用于农业机械零部件的制备。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种添加改性尾矿粉-聚酰亚胺制备环氧树脂-橡胶复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用钨钼尾矿制备橡胶填料：

向30-50份钨钼尾矿中按球料比1:3加入研磨球混合，加入50-83份去离子水和0.2-0.3份分散剂，湿法研磨4-5h，放入75-85℃烘箱中烘干20-24h，制得尾矿粉体，加入去离子水中配成浆料，加入表面改性剂的无水乙醇溶液，放入80-83℃水浴中改性4-5h后，离心处理，在98-102℃真空干燥箱中烘干，研磨得橡胶填料改性尾矿粉；

（2）蒙脱土-白炭黑改性橡胶的制备：

将20-30份端羧基丁腈橡胶在双辊开炼机中塑炼2-3min，添加改性白炭黑、5-10份蒙脱土、4-6份硬脂酸锌、3-5份促进剂、2-3份硫磺及（1）中所得物料，进行混炼10-15min，对混炼胶打三角包7-8次，薄通8-9次，下片制得改性橡胶；

（3）环氧树脂-橡胶复合材料的制备：

向90-100份基础树脂中加入1-2份聚酰亚胺搅拌10-15min，加入（2）中所得改性端羧基丁腈橡胶，搅拌10-15min后，滴入72-80份固化剂、0.9-1份固化促进剂，搅拌20-30min混合均匀，在60-65℃真空烘箱中脱泡后，放入160-165℃烘箱中进行固化1-2h，制得环氧树脂-橡胶复合材料。

进一步的，步骤（1）中研磨球是直径为1-3mm的氧化锆，研磨转速为2000-3000rpm，尾矿粉体粒径为4-6µm，浆料浓度为15-25%；表面改性剂的无水乙醇溶液是指将0.6-1份表面活性剂硅烷偶联剂KH550 1:15-25溶于无水乙醇中。

进一步的，步骤（2）中沉淀法白炭黑的改性：将2-3份硅烷偶联剂Si69 1:10-20溶于乙醇中混匀，加入10-15份沉淀法白炭黑充分混合，在通风厨中挥发乙醇后，放入160-162℃恒温箱中加热4-5min，冷却后得到硅烷偶联剂改性的白炭黑。

进一步的，步骤（3）中基体树脂为双酚A型环氧树脂E51，固化剂为甲基六氢苯酐，固化促进剂为2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚。