[发明专利]Ti3

说明书

本发明提供了一种Ti₃C₂‑MXene的应用、改性Ti₃C₂‑MXene/NBR复合材料及制备，属于橡胶复合材料技术领域。本发明将Ti₃C₂‑MXene引入NBR复合材料，Ti₃C₂‑MXene具有类石墨烯结构的二维片层纳米材料，对Ti₃C₂‑MXene进行改性后，Ti₃C₂‑MXene表面连接了‑OH、‑NH₂，使得Ti₃C₂‑MXene与NBR材料具有良好的界面结合性，而良好的界面结合强度能更好的传递应力，减少基体的损耗，提高复合材料的承载能力和耐磨性。本发明将Ti₃C₂‑MXene应用到NBR复合材料中以改善其耐磨性，取得了极佳的效果，为高耐磨NBR复合材料的设计提出了指导思想。

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料技术领域，尤其涉及一种Ti₃C₂-MXene的应用、改性Ti₃C₂-MXene/NBR复合材料及制备。

背景技术

NBR(丁腈橡胶)复合材料因其易于制造、成本低以及优异的机械性能而广泛用于飞机、汽车、铁路装备、航空航天装备和国防工业。但是，干摩擦下差的耐磨性制约了其应用。因此，提高NBR复合材料的耐磨性是首要的工作。

MXene是2011年报道的材料科学中的一类新型二维金属碳化物、金属氮化物或金属碳氮化物，一直应用于气体吸附、传感器、锂离子电池、电容器、催化、透明导电薄膜和储氢材料方面，但是在聚合物复合材料方面的应用一直未被开发。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ti₃C₂-MXene的应用、改性 Ti₃C₂-MXene/NBR复合材料及制备，将Ti₃C₂-MXene改性后应用于NBR复合材料，所制备的改性Ti₃C₂-MXene/NBR复合材料具有优异的耐磨性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种Ti₃C₂-MXene在NBR复合材料中的应用，所述 Ti₃C₂-MXene在NBR复合材料中的质量百分含量为1～3wt％。

本发明提供了一种改性Ti₃C₂-MXene/NBR复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将Ti₃C₂-MXene、多巴胺、氨基硅烷偶联剂和混合溶剂混合，进行改性，得到改性Ti₃C₂-MXene；

将丁腈橡胶生胶、改性Ti₃C₂-MXene、极性有机溶剂和硫化加工试剂混合，依次进行薄通、固化和成型，得到改性Ti₃C₂-MXene/NBR复合材料。

优选的，所述氨基硅烷偶联剂为KH550。

优选的，所述Ti₃C₂-MXene、多巴胺和氨基硅烷偶联剂的质量比为 (0.5～1.0)：(2～3):(8～10)。

优选的，所述改性的温度为50～60℃，时间为24～36h；所述改性 Ti₃C₂-MXene的粒径为5～20μm。