本发明涉及一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法。
背景技术：
：在制备橡胶材料过程中，一般都需要添加填料改善其性能，填科在橡胶中的补强作用体现在橡胶分子和填料粒子表面间形成一种化学键，这是已经确立的一种概念。粒径和分散性能将影响这种反应的程度，而它的表面化学则对最后的反应能力起着关键性的作用。陶土是填料之一，一般分为硬质陶土和软质陶土，由于软质陶土具有较低的物理性能，因此一般不使用，而使用硬质陶土。而未改性的硬质陶上，由于其非活性的硅酸盐表面层的缘故，不能和一般的橡胶高分子进行化学交联反应。因此，我们一般会对其进行改性，使其更易发生交联，提高其与橡胶分子的相容性，最终提高橡胶复合材料的各项性能。技术实现要素：要解决的技术问题：提供一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，所得橡胶轮胎用的改性硬质陶土在制备复合橡胶材料中，硫化时间短，力学性能佳。技术方案：一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取20-30份硬质陶土、15-25份甲酰胺和0.5-1份聚乙二醇200混合，搅拌分散1-2h；(2)放入干燥箱中，在温度90-95℃下保温4h，取出后进行研磨1-2h，其中，磨机转速为1000-1200r/min，给料量为0.8-1.0l/min；(3)加入50-80份液体石蜡，常温下用搅拌20-30min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力400-450mpa下处理10-15min；(6)加入200-300份去离子水和10-15份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温3-4h；(7)加入6-10份十六烷基三甲基溴化铵、1-3份没食子酸和200-300份去离子水，在温度60-65℃下搅拌20-30min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在110-120℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率10-15khz、工作电压20kv、放电功率70-80w条件下处理10-15min；(10)加入1-1.5份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。进一步的，所述硬质陶土粒径≤2μm。进一步的，所述步骤(2)中磨机转速为1100r/min，給料量为0.9l/min。进一步的，所述步骤(5)中压力为430mpa。进一步的，所述步骤(9)中电源频率为13khz、放电功率为75w。一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法所制备的改性硬质陶土在橡胶轮胎中的应用。有益效果：1.超高压处理后，硬质陶土更易发生交联。2.硬质陶土活化后，具有很高的表面活性，能有效地吸附表面改性剂，使其表面与丁苯橡胶具有良好的相容性。3.经低温等离子处理装置处理后，粉末表面更为粗糙，表面积增加。4.改性硬质陶土的边缘与橡胶分子以一维角度成键，端面以二维与橡胶分子成键，其复合物在拉伸过程中，片状颗粒相互间存在抵抗拉扯的滑动，牵扯橡胶分子重新排布，橡胶中的裂纹被改性硬质陶土填充，在拉伸过程被平行的改性硬质陶土片阻隔、钝化、终止，这就有效阻止了橡胶断裂，而且改性硬质陶土在拉伸过程中定向排布有利于硬度的提高。5.经本发明制备的橡胶轮胎用的改性硬质陶土在制备复合橡胶材料中，硫化时间短，最短仅为448s，其300％定伸强度高达4.5mpa，抗拉强度为16.2mpa，力学性能佳，同添加未改性硬质陶土、未添加改性硬质陶土复合材料相比，各项性能指标得到了明显的提高。具体实施方式实施例1一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取20份硬质陶土、15份甲酰胺和0.5份聚乙二醇200混合，搅拌分散1h；(2)放入干燥箱中，在温度90℃下保温4h，取出后进行研磨1h，其中，磨机转速为1000r/min，给料量为0.8l/min；(3)加入50份液体石蜡，常温下用搅拌20min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力400mpa下处理10min；(6)加入200份去离子水和10份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温3h；(7)加入6份十六烷基三甲基溴化铵、1份没食子酸和200份去离子水，在温度60℃下搅拌20min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在110℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率10khz、工作电压20kv、放电功率70w条件下处理10min；(10)加入1份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。实施例2一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取22份硬质陶土、18份甲酰胺和0.6份聚乙二醇200混合，搅拌分散1.5h；(2)放入干燥箱中，在温度92℃下保温4h，取出后进行研磨1.5h，其中，磨机转速为1050r/min，给料量为0.9l/min；(3)加入60份液体石蜡，常温下用搅拌25min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力420mpa下处理12min；(6)加入220份去离子水和12份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温3.5h；(7)加入7份十六烷基三甲基溴化铵、1.5份没食子酸和220份去离子水，在温度62℃下搅拌25min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在115℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率11khz、工作电压20kv、放电功率72w条件下处理10-15min；(10)加入1.2份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。实施例3一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取25份硬质陶土、20份甲酰胺和0.7份聚乙二醇200混合，搅拌分散1.5h；(2)放入干燥箱中，在温度93℃下保温4h，取出后进行研磨1.5h，其中，磨机转速为1100r/min，给料量为0.9l/min；(3)加入65份液体石蜡，常温下用搅拌25min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力430mpa下处理13min；(6)加入250份去离子水和13份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温3.5h；(7)加入8份十六烷基三甲基溴化铵、2份没食子酸和250份去离子水，在温度63℃下搅拌25min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在115℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率13khz、工作电压20kv、放电功率75w条件下处理13min；(10)加入1.3份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。实施例4一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取28份硬质陶土、23份甲酰胺和0.9份聚乙二醇200混合，搅拌分散1.5h；(2)放入干燥箱中，在温度93℃下保温4h，取出后进行研磨1.5h，其中，磨机转速为1150r/min，给料量为0.9l/min；(3)加入70份液体石蜡，常温下用搅拌25min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力440mpa下处理13min；(6)加入280份去离子水和14份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温3.5h；(7)加入9份十六烷基三甲基溴化铵、2.5份没食子酸和280份去离子水，在温度64℃下搅拌25min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在115℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率14khz、工作电压20kv、放电功率75w条件下处理14min；(10)加入1.4份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。实施例5一种橡胶轮胎用的改性硬质陶土的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：(1)取30份硬质陶土、25份甲酰胺和1份聚乙二醇200混合，搅拌分散2h；(2)放入干燥箱中，在温度95℃下保温4h，取出后进行研磨2h，其中，磨机转速为1200r/min，给料量为1.0l/min；(3)加入80份液体石蜡，常温下用搅拌30min；(4)过滤，进行喷雾干燥；(5)放置于超高压设备的容器空腔中，在室温、压力450mpa下处理15min；(6)加入300份去离子水和15份浓硫酸，置于干燥箱中，在温度95℃下保温4h；(7)加入10份十六烷基三甲基溴化铵、3份没食子酸和300份去离子水，在温度65℃下搅拌30min；(8)共沸蒸馏处理后干燥箱中在120℃干燥；(9)均匀地平铺在低温等离子处理装置中的地电极上，在电源频率15khz、工作电压20kv、放电功率80w条件下处理15min；(10)加入1.5份含氢硅油，在改性分散机中进行表面包覆改性即得改性硬质陶土粉末。将100份丁苯橡胶、1.2份促进剂cz、3份氧化锌、50份实施例1-5中的一种放入密炼机中混合并捏合，加入1.8份硫磺，用开式辊轧机将它们混合，在2毫米厚的模具中，加热加压进行硫化，制备得到的材料进行各项测试。按照国标，采用电子万能试验机测试复合橡胶的各项力学性能。表1复合橡胶材料的各项性能产品名称硫化时间(s)300％定伸强度(mpa)抗拉强度(mpa)实施例14524.215.9实施例24504.316.1实施例34484.516.2实施例44494.416.1实施例54504.416.0添加未改性硬质陶土10752.89.7未添加改性硬质陶土11830.92.4经本发明制备的橡胶轮胎用的改性硬质陶土在制备复合橡胶材料中，硫化时间短，最短仅为448s，其300％定伸强度高达4.5mpa，抗拉强度为16.2mpa，力学性能佳，同添加未改性硬质陶土、未添加改性硬质陶土复合材料相比，各项性能指标得到了明显的提高。当前第1页12