[发明专利]一种树脂改性纳米芳纶纤维预分散体的制备方法

说明书

本发明提供了一种树脂改性纳米芳纶纤维预分散体的制备方法，包括：纳米芳纶纤维分散在溶剂中，得到纳米芳纶悬浮液；将树脂溶液滴加至纳米芳纶纤维悬浮液中，分散，得到分散液；所述树脂选自古马隆树脂、辛基酚醛增粘树脂和间苯二酚甲醛树脂中的一种或几种；将所述分散液和橡胶胶乳混合，反应，得到预混物；将预混物干燥后，得到树脂改性纳米芳纶纤维预分散体。本发明纳米芳纶由多种树脂对其进行改性，并将改性后的纳米芳纶与不同的橡胶基体进行复合制备成易于加工分散、性能优异的预分散体。采用特定的树脂对纳米芳纶纤维进行改性，提高纳米芳纶纤维在橡胶中的分散性及与橡胶复合时纳米芳纶与橡胶之间的结合力，提高复合材料的物理机械性能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种树脂改性纳米芳纶纤维预分散体的制备方法。

背景技术

芳纶纤维具有高强度、高模量和高耐温、耐化学腐蚀、尺寸稳定等优异性能，广泛应用于无石棉摩擦密封材料、特种服装、航空航天、体育用品、电缆和新增强添加剂材料等领域。然而，作为新型高科技纤维，芳纶产品在橡胶制品(如胶管、动力传动带、输送带、胶辊、密封制品)中的应用有待进一步开发。随我国由橡胶大国到橡胶强国的转变，橡胶制品的进一步向高性能化、绿色化的方向发展并且产量不断增长，芳纶产品在市场中的需求量日益增大。

目前，高端的芳纶产品主要由美国杜邦公司及日本帝人公司生产。核心技术被其垄断，高端产品对华禁售，下游企业应用成本高昂，不利于产品的推广。

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(Timesaving,High-Efficiency Approaches to Fabricate AramidNanofibers)。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粘弹性相结合，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极强的氢键作用力，导致其分散性差，易团聚，产品质地坚硬，难以进行后续加工。

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树脂改性纳米芳纶纤维预分散体的制备方法，本发明提高纳米芳纶纤维在橡胶中的分散性及与橡胶复合时纳米芳纶与橡胶之间的结合力，提高了分散体改性复合橡胶的的物理机械性能。

本发明提供了一种树脂改性纳米芳纶纤维预分散体的制备方法，包括：

A)纳米芳纶纤维分散在溶剂中，得到纳米芳纶悬浮液；

B)将树脂溶液滴加至纳米芳纶纤维悬浮液中，分散，得到分散液；所述树脂选自古马隆树脂、辛基酚醛增粘树脂和间苯二酚甲醛树脂中的一种或几种；

C)将所述分散液和橡胶胶乳混合，反应，得到预混物；

D)将预混物干燥后，得到树脂改性纳米芳纶纤维预分散体。

优选的，所述纳米芳纶纤维为以对苯二甲酰氯对苯二胺为单体合成的1414对位纳米芳纶纤维；纳米芳纶纤维直径为50～80nm、长径比为2000～5000；纳米芳纶纤维是以含水纳米芳纶纤维的形式存在，其中ANFs与水分的比重为1.5～4.0：96～98.5。

优选的，步骤A)所述溶剂为水；所述纳米芳纶悬浮液的浓度为0.3～0.6wt％。

优选的，步骤B)所述滴加具体为高速机械搅拌过程中滴加；所述搅拌速度为500rpm～800rpm。