[发明专利]一种芳纶浆粕母胶的制备方法及得到的母胶与应用

说明书

本发明公开了一种芳纶浆粕母胶的制备方法及得到的母胶与应用，所述制备方法包括以下步骤：步骤1、采用改性剂对芳纶浆粕进行表面改性处理，得到改性芳纶浆粕；步骤2、采用润滑剂和隔离助剂对所述改性芳纶浆粕进行处理，得到芳纶浆粕预分散复合物；步骤3、采用橡胶基体与所述芳纶浆粕预分散复合物混合，得到芳纶浆粕母胶。利用本发明所述方法对芳纶浆粕进行处理后，可以有效提高芳纶浆粕在橡胶中的分散性以及提高芳纶浆粕与橡胶的界面结合性能；同时，所述芳纶浆粕母胶在应用于橡胶中时，可以有效提高橡胶的模量以及撕裂强度等。

技术领域

本发明涉及芳纶浆粕，尤其涉及芳纶浆粕母胶，特别涉及一种芳纶浆粕母胶的制备方法及得到的母胶与应用。

背景技术

芳纶浆粕(Aramid Pulp，以下简称AP)是对芳纶短纤维表面原纤化后所得到的一种差别化短纤维产品，最早由美国杜邦公司于1984年所开发而出，当时主要用来取代石棉等纤维产品，是一种直径为纳米尺寸和微米尺寸纤维混杂的次微米级短纤维。其比表面积远大于芳纶短纤维且主干纤维周围有大量的超细短纤维缠绕，使得AP相比较芳纶短纤维而言，在具有芳纶短纤维所有的高模量、高强度、耐磨、耐高温及耐化学腐蚀的同时，能够与橡胶基体有更多的结合点，从而具有远高于普通芳纶短纤维的补强性能。然而正是由于这种大量超细短纤维缠绕的特殊结构，使得芳纶浆粕具有高表面能，若将芳纶浆粕直接加入到橡胶基体中会发生大量的团聚现象，难以分散均匀，团聚的芳纶浆粕便会成为应力集中点，从而成为材料的缺陷，使得材料性能不升反降。

同时芳纶浆粕的分子链结构为聚对苯二甲酰对苯二胺，主链的苯环屏蔽了活性基团酰胺键，使得芳纶浆粕反应活性很低，从而导致其与橡胶基体的界面结合性极弱，而界面性能是影响填料增强橡胶复合材料性能的重要因素，尤其是纤维增强橡胶材料这种模量差异大的复合材料。也正是由于难分散和反应活性低，使得性能优异的芳纶浆粕难以在增强橡胶材料领域发挥其作用，因此，对芳纶浆粕进行表面改性及预分散处理具有重要意义和广阔的应用空间。

硅橡胶作为一种杂链高分子橡胶材料，其主链为—Si—O—Si—的结构，侧链为有机基团，正是由于这种分子结构，其具有优异的耐高低温性能，且可以通过改变侧链基团的种类，获得各种不同性能的硅橡胶材料，广泛应用于航空橡胶件、密封材料、阻尼减震材料以及耐烧蚀材料等中。但是因其力学性能较差，往往需要添加填料以提高其力学性能，目前常用的填料为白炭黑等。虽然有了填料的补强，但是硅橡胶的拉伸强度、模量、撕裂强度等力学性能依然十分不理想，而芳纶浆粕作为一种短纤维补强填料，可以有效提高材料的模量、撕裂强度、抗裂纹扩展性能等。

但是，目前对于芳纶浆粕填充硅橡胶材料的研究应用、以及相关硅橡胶用芳纶浆粕的专利很少，其主要原因是硅橡胶模量太低，加工过程中剪切力较一般常见橡胶要小的多，使得原本就在其他橡胶中难以分散均匀的芳纶浆粕更加难以分散，且硅橡胶与芳纶浆粕的界面结合性能较弱，因此若可以解决芳纶浆粕在硅橡胶中的分散性能以及界面结合性能，则可使芳纶浆粕有效填充至硅橡胶中，从而提高硅橡胶的力学性能。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种芳纶浆粕母胶及其制备与应用，可以有效提高芳纶浆粕在橡胶(尤其是硅橡胶)中的分散性以及提高其与橡胶基体的界面结合性能，将其填充至橡胶基体中可以有效提高材料的模量以及撕裂强度等。

本发明目的之一在于提供一种芳纶浆粕母胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、采用改性剂对芳纶浆粕进行表面改性处理，得到改性芳纶浆粕。

在一种优选的实施方式中，在步骤1中，所述改性剂为封端聚异氰酸酯和环氧树脂。

其中，本发明所采用的封端聚异氰酸酯为脂肪族封端聚异氰酸酯。

在进一步优选的实施方式中，基于40重量份步骤1所述芳纶浆粕，改性剂的用量为1.6～4.8重量份，优选为1.6～3.2重量份。

其中，改性剂的用量即是指聚异氰酸酯和环氧树脂的总用量。