[发明专利]一种NCC与超细玻璃纤维共同增强橡胶材料及其制备方法

摘要

本发明为一种NCC与超细玻璃纤维共同增强橡胶材料及其制备方法，所述NCC增强橡胶材料由微晶直径2～15nm的NCC、平均纤维直径为0.1～4μm的超细玻璃纤维、混炼橡胶和化学助剂组成。所述NCC的比例为0.01～5％，长度为150～400nm。所述超细玻璃纤维的比例为0.1～10％。NCC和超细玻璃纤维的添加，增强橡胶材料的强度显著增加，在提升强度同时，降低压缩率，达到了橡胶增强目的。同时NCC的使用增大了橡胶与超细玻璃纤维的接触面积，降低了表面能，避免了增强橡胶中的界面处发生应力集中，导致开裂失效破坏的问题，同时，超细玻璃纤维的添加改善了橡胶材料的强度，提高了其抗压缩性。 1

主权项

1.一种NCC与超细玻璃纤维共同增强橡胶材料及其制备方法，其成分如下：

0.01～5％的NCC微晶，微晶直径2～15nm，长度150～400nm；

0.1～10％的超细玻璃纤维，直径0.1～4μm；

化学助剂包括：

0.5～3％的补强剂，

0.05～3％的硅烷表面改性剂，

0.1～4％增粘树脂，

0.5～2％活性剂，

0.5～2％抗老化剂，

3～6％增塑剂；

所述补强剂为炭黑、增强炭黑、耐磨炭黑、钛白粉、纳米碳酸钙、纳米氧化铝、石墨烯或碳纳米管；

所述增粘树脂为双酚A环氧树脂、改性环氧树脂、液态丁苯橡胶或液态丁腈橡胶；

所述活性剂为碳酸锌、氧化锌、硬脂酸钠、硬脂酸镁中的一种或两种按任意比例混合；

所述抗老化剂为液体石蜡、改性液体石蜡、甘油三乙酯或甘油二乙酯；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二异丙酯、乙二酸二丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸异丙酯；

所述橡胶为NCC增强橡胶配方的组成余量，由天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中任意两种以上(含二种)按任意配比混炼而成。

2.根据权利要求1所述一种NCC增强橡胶材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：

1)使用硅烷表面改性剂将超细玻璃纤维和NCC进行充分浸渍预处理，其中硅烷表面改性剂与超细玻璃纤维的比例为1∶5～25，硅烷表面改性剂与NCC的比例为1∶10～20，硅烷表面改性剂与钛白粉的比例为1∶4～15；

2)在混炼机上取天然橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中任意两种以上(含二种)按任意配比后，加入增粘树脂、活性剂、抗老化剂、增塑剂混炼制成混炼橡胶；

3)在混合机上500～700rpm转速，50～80℃条件下，加入混炼橡胶并软化熔融；

4)提高转速至800～1000rpm将补强剂和预处理NCC加入到熔融混合料中，并提高转速至1100～1300rpm；

5)将混合机加热温度提升至80～100℃，转速提高到1500～2000rpm后加入预处理的超细玻璃纤维，使加入物料混合均匀；

6)降低混合盘转速至500～700rpm，并降低混合机温度至40～60℃，将混合物料排出到双螺杆挤出机挤出成橡胶片材，切割后制成NCC增强橡胶材料。