[发明专利]一种高性能水滑石/二氧化硅/橡胶纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明是一种高性能水滑石/二氧化硅/橡胶纳米复合材料的制备方法。由于橡胶乳胶体系的稳定性取决于体系的zeta电位值，水滑石的填充容易破坏胶乳的稳定性。本发明采用乳液接枝的方法，首先在乳液体系中利用硅烷偶联剂，将二氧化硅粘接在水滑石层板上，以降低填料体系的zeta电位值。进而通过负电性的SiO2用量的增加来调节,并获得含更高浓度的水滑石/橡胶乳液复合体系，制备了高填充的水滑石/橡胶复合材料。水滑石的片层效应，赋予了材料更优的气密性；硅烷偶联剂的化学反应，使得SiO2粘接在水滑石层板上，提高了有机相容性，赋予了材料更好的抵抗裂纹扩展的能力和力学性能。该类材料有望在轮胎气密层材料、航天航空密封、医用密封等领域获得重要应用。

主权项

高性能的水滑石/二氧化硅/橡胶纳米复合材料的制备方法，该复合材料包括如下以质量计的原料组分：其特征在于制备过程如下：a.水滑石悬浮液，SiO2悬浮液和絮凝液的制备(1)水滑石悬浮液的制备首先制得水滑石悬浮液备用，悬浮液固含量为1～30％；(2)SiO2悬浮液的制备取一定用量的SiO2，悬浮于去离子水中，在细胞粉碎仪中超声10～120min,功率为100～1250W制备固含量1～50％SiO2悬浮液备用；(3)絮凝液的制备在质量为3000g的水中加入30g分析纯的CaCl2制得絮凝水备用；b.复合填料悬浮液的制备将步骤a制得的水滑石悬浮液和SiO2悬浮液置于烧杯搅拌共混，水浴20～90℃，滴加质量浓度1～50％wt的硅烷偶联剂有机溶液，其中质量比水滑石：SiO2：硅烷偶联剂＝(0.5～100)：(1～100)：(0.1～15)，反应1～5h；c.部分原料共混橡胶胶乳放入预混合搅拌釜中，橡胶以干胶计质量为100g，搅拌混合10～120分钟，再加入步骤b中制备的复合填料悬浮液，搅拌混合10～120分钟备用；d.絮凝在絮凝釜中，加入步骤a(3)中制备的絮凝水，然后加入步骤c预混合好的原料，搅拌直至絮凝完全，洗涤，烘干制得橡胶母胶；e.制备硫化胶在炼胶机中加入橡胶母胶，再加入氧化锌，硬脂酸，防老剂，然后加入促进剂和交联剂，最终获得复合材料混炼胶；通过硫化获得硫化橡胶。