[发明专利]一种橡胶用双组份复合补强剂及其制备方法

权利要求书

1.一种橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：包括二氧化钛纳米线和纳米二氧化硅，二氧化钛纳米线为载体，纳米二氧化硅为主要补强组分，二氧化钛纳米线和纳米二氧化硅的质量比为：0.25：50～2：50；纳米二氧化硅均匀负载于二氧化钛纳米线表面，形成应力耗散中心；所述纳米二氧化硅的粒径为10～20nm；所述二氧化钛纳米线的直径为70nm-90nm，长度为1-3μm；

所述橡胶用双组份复合补强剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在水热反应装置中加入氧化钛颗粒，然后，加入浓的氢氧化钠水溶液，进行水热反应，去离子水洗涤后，得到钛酸钠(Na₂Ti₃O₇)；在钛酸钠中加入稀盐酸溶液，进行离子交换，离心水洗，干燥，得到二氧化钛纳米线；

(2)在反应装置中加入步骤(1)所得的二氧化钛纳米线，然后，加入乙醇和水的混合溶剂，进行搅拌和超声分散，加入氨丙基三乙氧基硅烷，加热回流，分别用乙醇与水进行洗涤，得到氨基化的二氧化钛纳米线；

(3)将步骤(2)所得的氨基化的二氧化钛纳米线分散至柠檬酸水溶液中，进行质子化，得到质子化的二氧化钛纳米线；

(4)在反应装置中加入水玻璃溶液，稀释后，滴加少量乙醇，将反应加热至70-90℃，得反应液，将步骤(3)所得的质子化的二氧化钛纳米线加入反应液中，用稀硫酸调节反应液的pH至5-7，稳定后，再次加入无水乙醇，进行陈化，得到二氧化钛/二氧化硅浆液；

(5)将步骤(4)所得的二氧化钛/二氧化硅浆液，依次用去离子水、乙醇作为洗涤剂，进行离心分离，洗涤至中性，干燥，得目标补强剂二氧化钛/二氧化硅补强剂。

2.根据权利要求1所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述二氧化钛纳米线和纳米二氧化硅的质量比为：0.35：50～1.5：50。

3.根据权利要求1所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述二氧化钛纳米线和纳米二氧化硅的质量比为：0.5：50～1：50。

4.根据权利要求1所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述步骤(1)中，二氧化钛颗粒为市售纳米级无定型颗粒状二氧化钛，加入量为2g，氢氧化钠的浓度为10mol/L，加入量为80mL，水热反应温度为200℃，反应时间为12h，稀盐酸的浓度为0.1mol/L，离子交换的时间为6h。

5.根据权利要求1所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述步骤(2)中，二氧化钛纳米线的加入量为0.25～2g，混合溶剂中乙醇和水的体积比为(2：1)，加入量为45-360mL，氨丙基三乙氧基硅烷的加入量为2-16mL，回流时间为6h。

6.根据权利要求1所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述步骤(3)中，柠檬酸水溶液的浓度为2摩尔/升。

7.根据权利要求4所述橡胶用双组份复合补强剂，其特征在于：所述步骤(4)中，水玻璃溶液的模数为3.3，各组分含量为：Na₂O为8.2％wt，SiO₂为26％wt，余量为水，稀硫酸溶液的浓度为2.5摩尔/升，加热温度为80℃，再次加入无水乙醇的量与调节pH后反应液的体积比为5:3，再次加入无水乙醇后的陈化时间为2小时；所述步骤(5)中，干燥温度为100℃，干燥时间为24小时。