一种橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于橡胶类聚合物复合材料制备技术领域，尤其是涉及一种橡胶复合材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着石化资源日益匮乏，环境问题日益严重，以可再生的生物质原料替代石化原 料合成新型高分子材料越来越受到关注。木质纤维素是自然界最丰富的可再生资源，木质 纤维素富含羟基，经硫化易与无机填料和橡胶发生化学作用形成树脂网络，作为填料应用 在橡胶中，是一种优良的增强材料。但其与非极性或弱极性的聚合物基体的界面粘合性较 差，而且亲水性纤维在聚合物基体中不能很好地分散，导致复合材料力学性能下降，因此木 质纤维素原料在使用前必须经过适当的改性处理，以增强聚合物基体与木质纤维素表面之 间的界面兼容性。
[0003] 蒙脱土是一种由纳米厚度的硅酸盐片层构成的粘土，其基本结构单元两片硅氧四 面体中间夹一层硅氧或镁氧八面体，通过共享氧原子形成的层状结构。它具有一种规则的 空隙或层间区域，使得蒙脱土有了许多特性，使得其复合材料的强度、硬度、热性能有所提 高。现有技术中木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂对天然橡胶聚合物的拉伸强度和断裂伸长 率提尚效果不明显，有待提尚。
[0004] 液体橡胶是一种在常温下可流动的粘稠状功能性聚合物，可作为橡胶和塑料等聚 合物加工助剂以及聚合物用填料的改性助剂。它不仅可以提高橡胶材料的力学性能、热稳 定性等物理机械性能，改善橡胶与金属或非金属的粘着性，还可以提高橡胶的混炼、挤出、 压延和硫化等工艺性能。
【发明内容】
[0005] 针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种橡胶复合材料，将液体橡胶添加到 橡胶的配方中，以提高橡胶的拉伸强度和断裂伸长率。
[0006] 本发明采用的技术方案是：
[0007] -种橡胶复合材料，由以下重量份的组分组成：
[0008] 天然橡胶 100份 氧化锌 6份 硬脂酸 1份 防老剂 1.5份 防焦剂 0.1份 促进剂 1份 硫磺 2.5份 炭黑 40份 木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂10份 液体橡胶 <6份
[0009] 所述促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD。
[0010] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，由以下重量份的组分组成：
[0011] 天然橡胶 100份 氧化锌 6份 硬脂酸 1份 防老剂 1.5份 防焦剂 0.1份 促进剂 1份 硫磺 2.5份 炭黑 40份 木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂10份 液体橡胶 6份
[0012] 所述促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD。
[0013] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，所述液体橡胶为液体橡胶LBR。
[0014] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，所述促进剂CZ和促进剂TMTD的质量比为7: 3。
[0015] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，所述炭黑为炭黑N330。
[0016] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，所述防焦剂为防焦剂CTP。
[0017] 本发明所述的橡胶复合材料，其中，所述防老剂为防老剂4010NA。
[0018] 本发明还提供了上述橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂的制备：将木质纤维素加水稀释并搅拌均匀， 得到木质纤维素悬浮液；然后向所述木质纤维素悬浮液中加入用十八烷基二甲基苄基氯化 铵处理的有机蒙脱土，于80°C搅拌反应4?8h，反应结束后将反应产物洗涤至中性，干燥并 球磨后得到木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂；
[0020] (2)液体橡胶-木质纤维素-蒙脱土-天然橡胶复合材料的制备：
[0021] (a)按配比准备液体橡胶-木质纤维素-蒙脱土 -天然橡胶复合材料的原料，在开 炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、防焦剂、促进剂CZ、步骤（1) 中得到的所述木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂、炭黑、液体橡胶、促进剂TMTD和硫磺，混炼 温度50-60°C，混炼25min，混炼结束后静置8h以上，得到混炼胶；
[0022] (b)将步骤（a)中所述的混炼胶置于平板硫化机上硫化，得到产品。
[0023] 本发明所述的橡胶复合材料的制备方法，其中，将步骤（1)中所述木质纤维素-蒙 脱土橡胶补强剂球磨至粒度为120目以下。
[0024] 本发明所述的橡胶复合材料的制备方法，其中，步骤（b)中所述硫化温度为 145°C，硫化压力12MPa，硫化时间lOmin。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0026] 本发明所述的橡胶复合材料，具有以下优点：1.将液体橡胶添加到橡胶的配方 中，能够提高橡胶的拉伸强度和断裂伸长率。2.加工工艺简单，环保无污染，对橡胶加工设 备无特殊要求，适于大规模应用。3.液体橡胶可以改善木质纤维素-蒙脱土补强剂在天然 橡胶基体中的分散，还能抑制其对橡胶助剂的吸附，可以有效增强橡胶与木质纤维素-蒙 脱土补强剂的界面相互作用。
[0027] 本发明所述的橡胶复合材料的制备方法，以天然高分子木质纤维素为有机原料， 来源丰富的蒙脱土为无机原料，采用溶液插层复合法和球磨改性制备木质纤维素-蒙脱土 橡胶补强剂，以液体橡胶对木质纤维素-蒙脱土补强剂和炭黑进行增容改性，制备橡胶复 合材料，具有工艺简单、成本低廉、易于工业化生产的优点。
【具体实施方式】
[0028] 下述实施例中，所用到的原料来源如下：
[0029] 防老剂4010NA的中文名：N-异丙基-Ν' -苯基对苯二胺，分子式：C36H31NO ;促进剂 CZ的中文名：N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺，分子式：C13H16N2S 2;促进剂TMTD的中文名： 二硫化四甲基秋兰姆，分子式：C6H12N 2S4;防焦剂CTP的中文名：N-环己基硫代邻苯二甲酰亚 胺，分子式=C14H 15O2NS ;液体橡胶LBR307,由日本Kuraray公司购得。
[0030] 实施例1
[0031] 一种橡胶复合材料，由以下重量份的组分组成：天然橡胶100份，氧化锌6份，硬脂 酸1份，防老剂4010NA 1. 5份，促进剂CZ 0. 7份，防焦剂CTP 0. 1份，炭黑N33040份，木质 纤维素-蒙脱土橡胶补强剂10份，硫磺2. 5份和促进剂TMTD 0. 3份。
[0032] 本实施例橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033] (1)木质纤维素-蒙脱土橡胶补强剂的制备：将木质纤维素15g和去离子水750ml 加入到IOOOml烧杯中，搅拌混合均匀，得到木质纤维素悬浮液；然后向所述木质纤维素悬 浮液中加入用十八烷基二甲基苄基氯化铵处理的有机蒙脱土 60g，