[发明专利]橡胶/粘土纳米复合材料的原位有机改性-预膨胀制备方法

摘要

本发明为一种橡胶/粘土纳米复合材料的原位有机改性-预膨胀制备方法，该方法是将有机改性剂和一定配比有机溶剂同时加到无机粘土中，通过三辊研磨机对其研磨，实现粘土的原位有机改性和预膨胀；然后将橡胶与原位有机改性并预膨胀的粘土加入到开炼机内，同时分步加入配合剂，最终制得橡胶/粘土纳米复合材料。结果表明当有机溶剂用量为20%时，制得的纳米复合材料的性能和结构均达到最优，同时纳米复合材料微观相态结构以及力学性能，均明显优于“一步法”。本发明按定量使用有机溶剂，避免了对粘土的烘干处理，减少了对环境的污染，降低了成本，同时简化了预处理工序。本发明方法易于工业化生产，具有更广阔的应用前景。

主权项

一种橡胶/粘土纳米复合材料的原位有机改性‑预膨胀制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将无机粘土、有机改性剂和有机溶剂按一定配比混合均匀，无机粘土与有机改性剂的质量比为2.8:1，无机粘土与有机溶剂的质量比为10:1.5‑10:9；然后将混合好的土静置1h；接着将静置后的混合土置于三辊研磨机内研磨5min，最后得到原位有机改性并预膨胀有机粘土；其中，所述的有机改性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或任意比例混合的几种，所述的有机溶剂为丙烯酸、无水乙醇、正丁醇中的一种或任意比例混合的几种；2）按质量比为10:1分别取橡胶和步骤1）中制得的原位有机改性并预膨胀有机粘土，并将其置于开炼机内混炼15‑60min，随后分三步加入配合剂，混炼均匀后胶料下辊，在硫化机上进行硫化制样，最后即得到橡胶/粘土纳米复合材料；其中，当所述的橡胶为丁苯橡胶时，各配合剂的添加方法及重量份数如下（按100重量份橡胶计算）：第一步加入氧化锌5份、硬脂酸2份，混炼均匀后，第二步加入二硫化二苯并噻唑0.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2份、二苯胍0.5份、N‑异丙基‑N´‑苯基对苯二胺1.0份，混炼均匀后，第三步加入硫磺2份；当所述的橡胶为丁腈橡胶时，各配合剂的添加方法及重量份数如下（按100重量份橡胶计算）：第一步加入氧化锌5份、硬脂酸1份，混炼均匀后，第二步加入二硫化二苯并噻唑1.5份、N‑异丙基‑N´‑苯基对苯二胺2.0份，混炼均匀后，第三步加入硫磺2份。