[发明专利]一种纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶生产技术领域，尤其涉及一种纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶及其制备方法。所述纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶由包括纳米芳纶纤维母炼胶、反式丁戊橡胶、活化剂、防老剂、促进剂和硫化剂的原料混炼得到；所述纳米芳纶纤维母炼胶由改性纳米芳纶纤维的浆液与基体橡胶混炼得到；所述改性纳米芳纶纤维由纳米芳纶纤维经硅烷偶联剂改性得到。本发明以纳米芳纶纤维母炼胶为改性剂，对反式丁戊橡胶进行改性，同时，在其他组分的协同作用下，使得到的纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶的拉伸性能较优，定伸应力较大。

技术领域

本发明涉及橡胶生产技术领域，尤其涉及一种纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶及其制备方法。

背景技术

芳纶纤维为芳香族聚酰胺纤维，具有较高的玻璃化转变温度，在200℃时没有明显的收缩及蠕变，在500℃时稳定性依然很好，还具有耐酸、碱和有机溶剂等化学物质腐蚀的优良性能。因此，芳纶纤维的使用开创了高强度、高模量和耐高温纤维的新时代，被广泛应用于航空航天、橡胶、树脂工业、电子电器设备、运输工具、体育器材及土木建筑等各领域。

纳米芳纶纤维是近几年开发的一种新型的纳米高分子材料，兼备对位芳纶纤维和高分子纳米纤维的双重优势，可解决芳纶纤维存在的表面光滑惰性强、复合界面强度弱等问题。同时，纳米芳纶纤维与聚合物基体通过物理/化学/自组装交联作用高效复合，使其成为构建高性能复合材料极具潜力的“增强构筑单元”，在纳米复合材料领域起着重要的界面增强作用。

纳米芳纶纤维与橡胶等材料复合，可将纳米芳纶纤维的刚性与橡胶的柔性相结合，混炼胶强度、刚性提高，提高硫化胶模量，改善耐刺扎性、耐磨性，使得芳纶纤维在轮胎、耐高压胶管、密封垫等制品中的应用具有一定的可行性。然而，纳米芳纶纤维比表面积大，芳纶分子链的极性产生较强的氢键作用力，导致其分散性差，易团聚，因此纳米芳纶纤维与橡胶的复合，需先解决其分散性差、团聚后硬度高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶及其制备方法，本发明提供的纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶的力学性能较优。

本发明提供了一种纳米芳纶纤维改性反式丁戊橡胶，由包括纳米芳纶纤维母炼胶、反式丁戊橡胶、活化剂、防老剂、促进剂和硫化剂的原料混炼得到；

所述纳米芳纶纤维母炼胶由改性纳米芳纶纤维的浆液与基体橡胶混炼得到；

所述改性纳米芳纶纤维由纳米芳纶纤维经硅烷偶联剂改性得到。

优选的，所述改性纳米芳纶纤维按照以下方法制备得到：

将纳米芳纶纤维的悬浮液、N-甲基吡咯烷酮和硅烷偶联剂搅拌混合，得到改性纳米芳纶纤维；所述搅拌混合的转速为2000～5000rpm。

优选的，所述纳米芳纶纤维的悬浮液的质量浓度为0.4％～0.6％。

优选的，所述改性纳米芳纶纤维的直径为50～80nm，长径比为2000～5000；

所述改性纳米芳纶纤维的浆液的质量浓度为1.5％～4.0％。

优选的，所述基体橡胶包括NBR、SBR、BIIR和TBIR中的一种或几种。

优选的，所述纳米芳纶纤维母炼胶中，改性纳米芳纶纤维与基体橡胶的质量比为20～40：60～80。

优选的，所述纳米芳纶纤维母炼胶按照以下方法进行制备：

a2)将基体橡胶在辊距为0.3～0.8mm、辊温为40～60℃，辊速为11～22rpm下塑炼；

b2)将所述塑炼后的基体橡胶与改性纳米芳纶纤维的浆液混炼均匀，得到纳米芳纶纤维母炼胶。

优选的，所述塑炼的时间为1～3min。