[发明专利]纳米云母/硅橡胶复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米云母/硅橡胶复合材料的制备方法，该方法将云母粉进行灼烧活化；然后在将冷却的云母粉浸泡于硝酸中进行酸活化；再将上述酸活化的云母粉洗涤至中性，烘干；向烘干后的云母粉中加入氯化钠溶液浸泡活化，向钠化后的云母粉中加入十六烷基溴化氨溶液浸泡进行插层改性处理；将得到云母粉分散在无水乙醇之中，用细胞粉碎机进行超声处理；向云母粉加入硅橡胶，充分混合，得到混合物；将混合物倒入聚四氟模具中流延成膜，然后在真空干燥箱中常温下抽真空脱除其中的气泡，再放入烘箱中使其固化，即得云母/硅橡胶纳米复合材料。本发明提高与硅橡胶的与云母的结合力，提高复合材料的机械强度等性能。

技术领域

本发明涉及硅橡胶技术领域，具体涉及一种纳米云母/硅橡胶复合材料的制备方法。

背景技术

硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。硅橡胶具有优异的耐高低温、耐臭氧、抗电弧、电气绝缘性、耐化学品、高透气性及生理惰性，因此在航空、电气电子、化工仪表、汽车、机械等领域得到了广泛应用。

云母是一种透明片状天然层状粘土，具有很多有益的性质，包括优异的可见光透明度、紫外线屏蔽效果、电绝缘性、热稳定性和化学稳定性。是一种优良的添加剂，更是一种价格低廉的新型矿物填料。

复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。随着科学技术的发展，纳米技术逐渐引起人们的关注，纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。近年来，纳米复合增强改性硅橡胶引起了人们的广泛关注，研究者们也期望物理和化学技术赋予硅橡胶更多功能化的用途。但是复合材料在制备过程中由于各种原因，如环境中的杂质、工艺实施不完善等因素最终造成不同类型的缺陷。云母作为一种层状粘土，如果不加以处理直接与硅橡胶混合制备复合材料，容易在材料成型中形成空洞，云母分散不均匀等问题。这些问题会导致复合材料的一些性质和单一材料相比其性能增强不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服目前简单机械混合技术中存在的云母与硅橡胶之间界面结合力较弱的问题(即传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾)，提供了一种纳米云母/硅橡胶复合材料的制备方法，该方法以云母纳米颗粒的研究基础上，将云母这种天然矿物制备成纳米颗粒和硅橡胶一起制备成复合材料；使复合材料发挥出更优异的增强效果，达到改善材料性能的目的。

为实现上述目的，本发明所设计一种纳米云母/硅橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将云母粉进行灼烧活化；然后再将冷却的云母粉浸泡于硝酸中进行酸活化；再将上述酸活化的云母粉洗涤至中性，烘干；

2)向烘干后的云母粉中加入氯化钠溶液浸泡活化，洗涤(去除氯化钠)，烘干；

3)向钠化后的云母粉中加入十六烷基溴化氨(CTAB)溶液浸泡进行插层改性处理，洗涤(去除未反应的CTAB)，烘干；

4)将步骤3)得到云母粉分散在无水乙醇之中，用细胞粉碎机进行超声处理，得到悬浮液，离心；将离心后的下层云母粉进行洗涤、干燥处理，得到纳米云母；

5)按重量比1:1～102向步骤4)得到纳米云母加入硅橡胶，充分混合，得到混合物；

6)将步骤5)得到的混合物倒入聚四氟模具中流延成膜，然后在真空干燥箱中常温下抽真空脱除其中的气泡，再放入烘箱中使其固化，即得云母/硅橡胶纳米复合材料。

进一步地，所述步骤1)中，硝酸的浓度为4.5～5.5mol/L。

再进一步地，所述步骤2)中，氯化钠溶液的浓度为5.5～6.0mol/mL。

再进一步地，所述步骤3)中，十六烷基溴化氨(CTAB)溶液的浓度为0.08～0.09mol/L。

再进一步地，所述步骤3)中，插层改性处理的温度为80℃，时间为24h。