一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车用橡胶生产技术领域，具体涉及一种短纤维增强氯丁橡胶复合材 料和一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。古代就出现了原始型的复合材料， 如用草茎和泥土用做建筑材料；沙石和水泥基体复合的混凝土也有相当长的历史，现代复 合材料开始于第二次世界大战中玻璃纤维增强聚合物基复合材料制造，复合材料因具有 可设计性的特点受到各发达国家的重视，因而发展很快，开发出许多性能优良的先进复合 材料，这些材料成为航空、航天工业的首要关键材料，各种基础性研宄也得到发展，使复合 材料与金属、陶瓷、高聚物等材料并列为重要材料，以热塑性聚合物（TP)为基体，以玻璃纤 维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维等为增强材料的复合材料已经获得广泛和重要应用，申请号为 CN201010283336. 5公开了一种大豆蛋白增强橡胶复合材料的制备方法，包括大豆分离蛋白 0-10份，促进剂1-1. 5份，防老剂1-4份，氧化锌3-5份，偶联剂0-3份，硬脂酸2-4份，硫 黄1-3份，炭黑50-40份，不饱和橡胶100份；大豆蛋白原料中蛋白质含量在65-95%;大豆 蛋白原料，60-80°C干燥24小时，该发明大豆蛋白分子功能性官能团较多，表面反应能力较 强，能较容易与橡胶基体发生作用，有利于改善橡胶复合材料的加工性能和力学性能，用这 种补强剂制成的橡胶复合材料，与纯炭黑增强橡胶复合材料比较抗拉强度增加，300%定伸 应力增加，磨耗体积得以降低，因此，具有较强的推广和应用价值，但是该种复合材料力学 性能还不能满足汽车用橡胶的要求，且制备工艺较为复杂，生产周期较长。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的问题是提供一种力学性能优异，制备工艺简单的短纤维增强氯 丁橡胶复合材料及其制备方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种短纤维增强氯丁橡 胶复合材料，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的份数为氯丁橡胶90~98Phr、 母胶3~7Phr，氧化锌4~7Phr，氧化镁2~5Phr，硬脂酸1~3Phr，炭黑18~25 Phr，促进剂2~5Phr，抗臭氧剂3~6Phr，棉粉8~13Phr和短纤维13~16Phr。
[0007] 优选的，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的质量份数为氯丁橡胶95 Phr、母胶5Phr，氧化锌5Phr，氧化镁4Phr，硬脂酸1Phr，炭黑20Phr，促进剂2Phr，抗 臭氧剂4Phr，棉粉10Phr和短纤维15Phr。
[0008] -种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进 行， (1)混炼胶制备：将氯丁橡胶在开炼机上热炼20~50min后加入母胶，混合均匀后停 放1~2h; (2) 反炼：向开炼机中按顺序加入棉粉，硬脂酸，抗臭氧剂，促进剂，短纤维，炭黑，氧化 镁和氧化锌进行反炼，控制反炼时间为l_2h并捣胶7-9次； (3) 硫化：将反炼后的混合胶放入到平板硫化机中进行硫化处理，控制硫化温度为 148~158°C，控制硫化压力为14~16MPa，控制硫化时间为10-30min，硫化后在恒温箱中 放置3-4d即可得到所需产品。
[0009] 优选的，所述促进剂具体为促进剂NA-22和促进剂DM中的一种或两种。
[0010] 优选的，所述抗臭氧剂具体为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺和N-环己基- N'-苯基对苯二胺中的一种或两种。
[0011] 优选的，所述短纤维具体为芳纶或涤纶或碳纤维或天然纤维。
[0012] 优选的，所述步骤（1)中所用的开炼机为双辊筒开炼机。
[0013] 采用本发明的技术方案，以氯丁橡胶为基质，添加国产的短纤维，（如芳纶或涤纶 或碳纤维或天然纤维）作为增强体生产出的复合材料，由于短纤维分散在氯丁橡胶基体中， 起到了很好的补强作用，使得复合材料的力学性能，如拉伸性能、撕裂强度、耐磨性能等都 得到了大幅的提高，在制备的过程中，通过优化复合材料中各组份的配比，提高了复合材料 的整体性能，制备过程简单，材料来源广泛，工艺参数可控性好。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 : 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的质 量份数为氯丁橡胶95Phr、母胶5Phr，氧化锌5Phr，氧化镁4Phr，硬脂酸1Phr，炭黑20 Phr，促进剂NA-22 2Phr，N-异丙基W-苯基对苯二胺4Phr，棉粉10Phr和芳纶15 Phr〇
[0016] 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进 行， (1) 混炼胶制备：将氯丁橡胶在双辊筒开炼机上热炼25min后加入母胶，混合均匀后停 放lh; (2) 反炼：向开炼机中按顺序加入棉粉，硬脂酸，N-异丙基-N'-苯基对苯二胺，促进 剂NA-22,芳纶，炭黑，氧化镁和氧化锌进行反炼，控制反炼时间为12min并捣胶8次； (3) 硫化：将反炼后的混合胶放入到平板硫化机中进行硫化处理，控制硫化温度为 150°C，控制硫化压力为15MPa，控制硫化时间为25min，硫化后在恒温箱中放置3d即可得到 所需广品。
[0017] 实施例2: 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的质 量份数为氯丁橡胶95Phr、母胶5Phr，氧化锌6Phr，氧化镁5Phr，硬脂酸1Phr，炭黑23 Phr，促进剂NA-22 3Phr，N-环己基-f-苯基对苯二胺5Phr，棉粉9Phr和碳纤维14 Phr〇
[0018] 一种复合陶瓷锯片材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进行， (1) 混炼胶制备：将氯丁橡胶在双辊筒开炼机上热炼26min后加入母胶，混合均匀后停 放lh; (2) 反炼：向开炼机中按顺序加入棉粉，硬脂酸，N-环己基-N'-苯基对苯二胺，促进 剂NA-22,碳纤维，炭黑，氧化镁和氧化锌进行反炼，控制反炼时间为2h并捣胶9次； (3) 硫化：将反炼后的混合胶放入到平板硫化机中进行硫化处理，控制硫化温度为 155°C，控制硫化压力为15MPa，控制硫化时间为15min，硫化后在恒温箱中放置4d即可得到 所需广品。
[0019] 实施例3: 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的质 量份数为氯丁橡胶95Phr、母胶5Phr，氧化锌5Phr，氧化镁3Phr，硬脂酸2Phr，炭黑24 Phr，促进剂NA-22 2Phr，N-异丙基-N'-苯基对苯二胺4Phr，棉粉12Phr和天然纤维 16Phr〇
[0020] 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，所述的制备工艺按照以下步骤进 行， (1) 混炼胶制备：将氯丁橡胶在双辊筒开炼机上热炼35min后加入母胶，混合均匀后停 放lh; (2) 反炼：向开炼机中按顺序加入棉粉，硬脂酸，抗臭氧剂，促进剂，天然纤维，炭黑，氧 化镁和氧化锌进行反炼，控制反炼时间为2h并捣胶8次； (3) 硫化：将反炼后的混合胶放入到平板硫化机中进行硫化处理，控制硫化温度为 148°C，控制硫化压力为15MPa，控制硫化时间为23min，硫化后在恒温箱中放置3d即可得到 所需产品。
[0021] 经过以上工艺步骤后，取出复合材料样品，待测：
【主权项】
1. 一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，其特征在于：所述短纤维增强氯丁橡胶复合材 料的各组份的份数为氯丁橡胶90~98Phr、母胶3~7Phr，氧化锌4~7Phr，氧化镁2~ 5Phr，硬脂酸1~3Phr，炭黑18~25Phr，促进剂2~5Phr，抗臭氧剂3~6Phr，棉粉 8~13Phr和短纤维13~16Phr。
2. 根据权利要求1所述的一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，其特征在于：所述短纤 维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的质量份数为氯丁橡胶95Phr、母胶5Phr，氧化锌5 Phr，氧化镁4Phr，硬脂酸IPhr，炭黑20Phr，促进剂2Phr，抗臭氧剂4Phr，棉粉10Phr 和短纤维15Phr。
3. -种根据权利要求1或2的短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，其特征在于： 所述的制备工艺按照以下步骤进行， (1) 混炼胶制备：将氯丁橡胶在开炼机上热炼20~50min后加入母胶，混合均匀后停 放1~2h; (2) 反炼：向开炼机中按顺序加入棉粉，硬脂酸，抗臭氧剂，促进剂，短纤维，炭黑，氧化 镁和氧化锌进行反炼，控制反炼时间为l_2h并捣胶7-9次； (3) 硫化：将反炼后的混合胶放入到平板硫化机中进行硫化处理，控制硫化温度为 148~158°C，控制硫化压力为14~16MPa，控制硫化时间为10-30min，硫化后在恒温箱中 放置3-4d即可得到所需产品。
4. 根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，其特征在于：所述 促进剂具体为促进剂NA-22和促进剂DM中的一种或两种。
5. 根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，其特征 在于：所述抗臭氧剂具体为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺和N-环己基-N'-苯基对苯 二胺中的一种或两种。
6. 根据权利要求1或2所述的一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料，其特征在于：所述 短纤维具体为芳纶或涤纶或碳纤维或天然纤维。
7. 根据权利要求3所述的一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤（1)中所用的开炼机为双辊筒开炼机。
【专利摘要】本发明公开了一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料及其制备方法，涉及汽车用橡胶生产技术领域，所述短纤维增强氯丁橡胶复合材料的各组份的份数为氯丁橡胶90～98Phr、母胶3～7Phr，氧化锌4～7Phr，氧化镁2～5Phr，硬脂酸1～3Phr，炭黑18～25Phr，促进剂2～5Phr，抗臭氧剂3～6Phr，棉粉8～13Phr和短纤维13～16Phr，本发明还公开了一种短纤维增强氯丁橡胶复合材料的制备方法，包括混炼胶制备，反炼和硫化三个工艺步骤，该种方法制备出的复合材料的力学性能，如拉伸性能、撕裂强度、耐磨性能等都得到了大幅的提高，在制备的过程中，通过优化复合材料中各组份的配比，提高了复合材料的整体性能，制备过程简单，材料来源广泛，工艺参数可控性好。
【IPC分类】C08K5-09, B29C35-02, C08L1-02, C08K7-06, C08L77-10, C08K13-02, C08K3-22, C08K3-04, C08L67-00, C08L11-00, C08K5-18, C08K13-04
【公开号】CN104761780
【申请号】CN201510139606
【发明人】李俊, 梁天也, 李斌商, 李徐兵
【申请人】安徽微威胶件集团有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月29日