本發(fā)明涉及橡膠
技術領域：
，尤其涉及一種乙丙橡膠復合材料及其制備方法。
背景技術：
：乙丙橡膠是世界上消耗量僅次于丁苯橡膠和順丁橡膠的第三大合成橡膠。乙丙橡膠具有卓越的耐候性、耐臭氧、點絕緣性、低壓縮永久變形、高強度和高伸長率等寶貴性能，故而廣泛應用于汽車工業(yè)、建筑行業(yè)、電子和電器行業(yè)。但是一些對橡膠材料強度要求較高的行業(yè)，如國防軍工等，乙丙橡膠的強度還不能滿足其要求，從而限制了乙丙橡膠的應用。纖維碳粉是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，碳纖維的高強度、高模量性能，是新一代增強材料。技術實現(xiàn)要素：基于
背景技術：
存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種乙丙橡膠復合材料及其制備方法，本發(fā)明具有良好的機械強度、韌性和抗沖擊性能。本發(fā)明提出的一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙丙橡膠100份，快壓出碳黑20-30份，纖維碳粉20-30份，石蠟油20-30份，間接法氧化鋅3-8份，硬脂酸0.5-1.5份，偶聯(lián)劑2.5-4.5份，潤滑劑2.5-4.5份，硫磺1.0-1.5份，促進劑3-5份。優(yōu)選地，乙丙橡膠為三元乙丙橡膠，其中，乙叉降冰片烯的含量為4-6wt％。優(yōu)選地，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。優(yōu)選地，偶聯(lián)劑為si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷組成的混合物，其中，si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為3-4：1-2。優(yōu)選地，促進劑為促進劑mbspt和促進劑zdmc，其中，促進劑mbspt和促進劑zdmc的重量比為1-2：0.5-1。優(yōu)選地，其原料還包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅。優(yōu)選地，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅和纖維碳粉的重量比為1-1.5：10-15：15-20：20-30。優(yōu)選地，在改性納米二氧化硅的制備過程中，在氮氣氛圍中，將納米二氧化硅加入乙醇水溶液中混勻，加入甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯，加入過程中不斷攪拌，然后升溫至40-50℃，保溫攪拌4-6h，升溫至65-70℃，減壓干燥得到改性納米二氧化硅。優(yōu)選地，在改性納米二氧化硅的制備過程中，乙醇水溶液的質量分數(shù)為80-90wt％。優(yōu)選地，納米二氧化硅、乙醇水溶液、甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯的重量比為10：70-90：0.6-0.7：0.01-0.02。本發(fā)明還提出了上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為60-70℃，硫化壓力為170-190kgf/cm2、硫化溫度為170-180℃，硫化時間為460-500s。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法還包括硫化后的修邊、外觀檢驗步驟。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法中，硫化成型步驟的模具規(guī)格為150mm×150mm×2mm。本發(fā)明選用快壓出炭黑、纖維碳粉、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅為填料，相互配合，在增加橡膠強度的同時還能增加其韌性，且納米二氧化硅與甲基丙烯酸鋅反應聚合，并與快壓出炭黑、硫酸鈣晶須、纖維碳粉相互配合，可以使得四者均勻分散在橡膠中，大大增加本發(fā)明的機械強度，并且纖維碳粉與γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管相互配合，并結合硅烷偶聯(lián)劑的作用，使得二者在橡膠中均勻分散，增加本發(fā)明的的強度，并大大增加本發(fā)明的沖擊韌性；合適的乙丙橡膠與快壓出炭黑、纖維碳粉、γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅相互配合，并在硅烷偶聯(lián)劑的作用下，可以大大增加本發(fā)明的機械強度、韌性和抗沖擊性能；硫磺與合適的促進劑相互配合形成硫化體系，與橡膠硫化交聯(lián)形成復雜網(wǎng)絡，各物質分散在網(wǎng)絡中進一步增加本發(fā)明的韌性和機械強度；上述各物質相互配合，使得本發(fā)明具有良好的機械強度、韌性和抗沖擊性能。具體實施方式下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。實施例1一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙丙橡膠100份，快壓出碳黑25份，纖維碳粉20份，石蠟油25份，間接法氧化鋅5份，硬脂酸1份，偶聯(lián)劑3份，潤滑劑3份，硫磺1.2份，促進劑4份。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為65℃，硫化壓力為180kgf/cm2、硫化溫度為175℃，硫化時間為480s。實施例2一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙叉降冰片烯的含量為4wt％三元乙丙橡膠100份，快壓出碳黑30份，纖維碳粉25份，石蠟油30份，間接法氧化鋅3份，硬脂酸1.5份，偶聯(lián)劑2.5份，潤滑劑4.5份，硫磺1.0份，促進劑5份；其中，偶聯(lián)劑為si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷組成的混合物，其中，si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為3：2；促進劑為促進劑mbspt和促進劑zdmc，其中，促進劑mbspt和促進劑zdmc的重量比為1：1。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為60℃，硫化壓力為190kgf/cm2、硫化溫度為170℃，硫化時間為500s。實施例3一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙叉降冰片烯的含量為6wt％三元乙丙橡膠100份，快壓出碳黑20份，纖維碳粉30份，石蠟油20份，間接法氧化鋅8份，硬脂酸0.5份，偶聯(lián)劑4.5份，潤滑劑2.5份，硫磺1.5份，促進劑3份；其中，偶聯(lián)劑為si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷組成的混合物，其中，si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為4：1；促進劑為促進劑mbspt和促進劑zdmc，其中，促進劑mbspt和促進劑zdmc的重量比為2：0.5；其原料還包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅和纖維碳粉的重量比為1.5：10：20：20；在改性納米二氧化硅的制備過程中，在氮氣氛圍中，將納米二氧化硅加入質量分數(shù)為90wt％乙醇水溶液中混勻，加入甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯，加入過程中不斷攪拌，然后升溫至40℃，保溫攪拌6h，升溫至65℃，減壓干燥得到改性納米二氧化硅，其中，納米二氧化硅、乙醇水溶液、甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯的重量比為10：90：0.6：0.02。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為70℃，硫化壓力為170kgf/cm2、硫化溫度為180℃，硫化時間為460s。實施例4一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙叉降冰片烯的含量為4.5wt％三元乙丙橡膠100份，快壓出碳黑28份，纖維碳粉22份，石蠟油27份，間接法氧化鋅4份，硬脂酸1.3份，偶聯(lián)劑3.5份，潤滑劑4份，硫磺1.1份，促進劑4.5份；其中，偶聯(lián)劑為si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷組成的混合物，其中，si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為3.2：1.7；促進劑為促進劑mbspt和促進劑zdmc，其中，促進劑mbspt和促進劑zdmc的重量比為1.3：0.8；其原料還包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅和纖維碳粉的重量比為1：15：15：30；在改性納米二氧化硅的制備過程中，在氮氣氛圍中，將納米二氧化硅加入質量分數(shù)為80wt％乙醇水溶液中混勻，加入甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯，加入過程中不斷攪拌，然后升溫至50℃，保溫攪拌4h，升溫至70℃，減壓干燥得到改性納米二氧化硅，其中，納米二氧化硅、乙醇水溶液、甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯的重量比為10：70：0.7：0.01。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為68℃，硫化壓力為175kgf/cm2、硫化溫度為177℃，硫化時間為470s。實施例5一種乙丙橡膠復合材料，其原料按重量份包括：乙叉降冰片烯的含量為5.5wt％三元乙丙橡膠100份，快壓出碳黑22份，纖維碳粉28份，石蠟油23份，間接法氧化鋅7份，硬脂酸0.7份，偶聯(lián)劑4份，潤滑劑3.5份，硫磺1.3份，促進劑3.5份；其中，偶聯(lián)劑為si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷組成的混合物，其中，si69和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量比為3.8：1.3；促進劑為促進劑mbspt和促進劑zdmc，其中，促進劑mbspt和促進劑zdmc的重量比為1.7：0.6；其原料還包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅；其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性碳納米管、硫酸鈣晶須、改性納米二氧化硅和纖維碳粉的重量比為1.3：12：17：25；在改性納米二氧化硅的制備過程中，在氮氣氛圍中，將納米二氧化硅加入質量分數(shù)為85wt％乙醇水溶液中混勻，加入甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯，加入過程中不斷攪拌，然后升溫至45℃，保溫攪拌5h，升溫至67℃，減壓干燥得到改性納米二氧化硅，其中，納米二氧化硅、乙醇水溶液、甲基丙烯酸鋅和偶氮二異丁酸二甲酯的重量比為10：80：0.65：0.015。上述乙丙橡膠復合材料的制備方法，包括如下步驟：取上述各原料混勻，密煉，開煉成型，硫化成型得到乙丙橡膠復合材料，其中，開煉溫度為62℃，硫化壓力為185kgf/cm2、硫化溫度為173℃，硫化時間為490s。試驗例1對實施例1-5進行性能測試，結果如下：項目實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5扯斷強度mpa27.326.526.827.127.6撕裂強度kn/m98.398.198.698.999.5300％定伸應力mpa23.923.122.823.524.1扯斷伸長率％411376402397389由上表可以看出，本發(fā)明機械強度高、韌性好、抗沖擊性能好。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。當前第1頁12