防老劑4010NA 5 促進劑DM 1.4 交聯(lián)劑S 2.8
[0170] 制備過程如下：
[0171] a.水滑石懸浮液，Si02懸浮液和絮凝液的制備
[0172] (1)水滑石懸浮液的制備
[0173] 首先取75g鎂鋁水滑石（LDHs)制得水滑石懸浮液備用，懸浮液固含量為25%。
[0174] (2) SiO2懸浮液的制備
[0175] 取85gSi02，懸浮于去離子水中，在細胞粉碎儀中超聲IOOmin,功率為1100W制備 固含量40% SiO2懸浮液備用。
[0176] (3)絮凝液的制備
[0177] 在質(zhì)量為3000g的水中加入30g分析純的CaCl2制得絮凝水備用。
[0178] b.復(fù)合填料懸浮液的制備
[0179] 取步驟a制得的水滑石懸浮液和SiO2懸浮液置于燒杯攪拌共混，油浴100°C，滴加 13g質(zhì)量濃度40% wt的硅烷偶聯(lián)劑Si747異丙醇溶液，反應(yīng)4h。
[0180] c.部分原料共混絮凝
[0181] 丁苯膠乳放入預(yù)混合攪拌釜中，橡膠以干膠計質(zhì)量為100g，攪拌混合100分鐘，再 加入步驟b中制備的復(fù)合填料懸浮液，攪拌混合100分鐘備用。
[0182] d.絮凝
[0183] 在絮凝釜中，加入步驟a (3)中制備的絮凝水，然后加入步驟c預(yù)混合好的原料，攪 拌直至絮凝完全，洗滌，烘干制得橡膠母膠。
[0184] e.制備硫化膠
[0185] 在煉膠機中加入橡膠母膠，再加入氧化鋅，硬脂酸，防老劑4010NA，然后加入促進 劑DM和交聯(lián)劑S，最終獲得復(fù)合材料混煉膠。通過硫化獲得硫化橡膠。
[0186] 實施例9
[0187] 按照如下原料配方和步驟制備本發(fā)明的高性能的水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù) 合材料，包括如下以質(zhì)量計的原料組分：
[0188] 橡膠以干膠計 100
[0189] 水滑石 90 二氧化硅 95 Si69 14 氧化鋅 5 硬脂酸 5 防老劑RD 5 促進劑TT 1.4 交聯(lián)劑 2 8
[0190] 制備過程如下：
[0191] a.水滑石懸浮液，5102懸浮液和絮凝液的制備
[0192] (1)水滑石懸浮液的制備
[0193] 首先取90g鎂鋁水滑石（LDHs)制得水滑石懸浮液備用，懸浮液固含量為25%。
[0194] (2) SiO2懸浮液的制備
[0195] 取95gSi02，懸浮于去離子水中，在細胞粉碎儀中超聲IlOmin,功率為1250W制備 固含量40% SiO2懸浮液備用。
[0196] (3)絮凝液的制備
[0197] 在質(zhì)量為3000g的水中加入30g分析純的CaCl2制得絮凝水備用。
[0198] b.復(fù)合填料懸浮液的制備
[0199] 取步驟a制得的水滑石懸浮液和SiO2懸浮液置于燒杯攪拌共混，油浴IKTC，滴加 Hg質(zhì)量濃度40% wt的硅烷偶聯(lián)劑Si747丙醇溶液，反應(yīng)4h。
[0200] c.部分原料共混絮凝
[0201] 丁苯膠乳放入預(yù)混合攪拌釜中，橡膠以干膠計質(zhì)量為l〇〇g，攪拌混合110分鐘，再 加入步驟b中制備的復(fù)合填料懸浮液，攪拌混合110分鐘備用。
[0202] d.絮凝
[0203] 在絮凝釜中，加入步驟a (3)中制備的絮凝水，然后加入步驟c預(yù)混合好的原料，攪 拌直至絮凝完全，洗滌，烘干制得橡膠母膠。
[0204] e.制備硫化膠
[0205] 在煉膠機中加入橡膠母膠，再加入氧化鋅，硬脂酸，防老劑RD，然后加入促進劑TT 和交聯(lián)劑S，最終獲得復(fù)合材料混煉膠。通過硫化獲得硫化橡膠。
[0206] 實施例10
[0207] 按照如下原料配方和步驟制備本發(fā)明的高性能的水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù) 合材料，包括如下以質(zhì)量計的原料組分：
[0208] 橡膠以干膠計 100 水滑石 100 二氧化硅 100 Si69 15 氧化鋅 5 硬脂酸 5 防老劑4010NA 5 促進劑DM 1.4 交聯(lián)劑S 2.8
[0209] 制備過程如下：
[0210] a.水滑石懸浮液，Si02懸浮液和絮凝液的制備
[0211] (1)水滑石懸浮液的制備
[0212] 首先取IOOg鎂鋁水滑石（LDHs)制得水滑石懸浮液備用，懸浮液固含量為30%。
[0213] (2) SiO2懸浮液的制備
[0214] 取95gSi02，懸浮于去離子水中，在細胞粉碎儀中超聲120min，功率為1250W制備 固含量50% SiO2懸浮液備用。
[0215] (3)絮凝液的制備
[0216] 在質(zhì)量為3000g的水中加入30g分析純的CaCl2制得絮凝水備用。
[0217] b.復(fù)合填料懸浮液的制備
[0218] 取步驟a制得的水滑石懸浮液和SiO2懸浮液置于燒杯攪拌共混，油浴120°C，滴加 15g質(zhì)量濃度50% wt的硅烷偶聯(lián)劑Si69異丙醇溶液，反應(yīng)5h。
[0219] c.部分原料共混絮凝
[0220] 丁苯膠乳放入預(yù)混合攪拌釜中，橡膠以干膠計質(zhì)量為100g，攪拌混合120分鐘，再 加入步驟b中制備的復(fù)合填料懸浮液，攪拌混合120分鐘備用。
[0221] d.絮凝
[0222] 在絮凝釜中，加入步驟a (3)中制備的絮凝水，然后加入步驟c預(yù)混合好的原料，攪 拌直至絮凝完全，洗滌，烘干制得橡膠母膠。
[0223] e.制備硫化膠
[0224] 在煉膠機中加入橡膠母膠，再加入氧化鋅，硬脂酸，防老劑4010NA，然后加入促進 劑DM和交聯(lián)劑S，最終獲得復(fù)合材料混煉膠。通過硫化獲得硫化橡膠。
[0225] 實施例11
[0226] 按照實施例6的方法和步驟，所不同的是步驟c取的膠乳為天然膠乳替代原實施 例中的丁苯膠乳，制備本發(fā)明的水滑石/天然橡膠納米復(fù)合材料。
[0227] 實施例12
[0228] 按照實施例8的方法和步驟，所不同的是步驟c取的膠乳為天然膠乳替代原實施 例中的丁苯膠乳，制備本發(fā)明的水滑石/天然橡膠納米復(fù)合材料。
[0229] 實施例的性能對比，見表2 :
[0230]
【主權(quán)項】
1. 高性能的水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料，其特征在于，包括如下以質(zhì)量計的 原料組分：
2. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料方法，其特征 在于制備過程如下： a. 水滑石懸浮液，3;102懸浮液和絮凝液的制備 (1) 水滑石懸浮液的制備 首先制得水滑石懸浮液備用，懸浮液固含量為1?30% ; (2)Si02懸浮液的制備 取一定用量的Si02，懸浮于去離子水中，在細胞粉碎儀中超聲10?120min，功率為 100?1250W制備固含量1?50%Si02懸浮液備用； (3) 絮凝液的制備 在質(zhì)量為3000g的水中加入30g分析純的CaCl2制得絮凝水備用； b. 復(fù)合填料懸浮液的制備 將步驟a制得的水滑石懸浮液和Si02懸浮液置于燒杯攪拌共混，水浴20?120°C，滴 加質(zhì)量濃度1?50%wt的娃燒偶聯(lián)劑有機溶液，其中質(zhì)量比水滑石：Si02:娃燒偶聯(lián)劑= (0? 5 ?100) : (1 ?100) : (0? 1 ?15)，反應(yīng) 1 ?5h; c. 部分原料共混 橡膠膠乳放入預(yù)混合攪拌釜中，橡膠以干膠計質(zhì)量為l〇〇g，攪拌混合10?120分鐘，再 加入步驟b中制備的復(fù)合填料懸浮液，攪拌混合10?120分鐘備用； d. 絮凝 在絮凝釜中，加入步驟a(3)中制備的絮凝水，然后加入步驟c預(yù)混合好的原料，攪拌直 至絮凝完全，洗滌，烘干制得橡膠母膠； e. 制備硫化膠 在煉膠機中加入橡膠母膠，再加入氧化鋅，硬脂酸，防老劑，然后加入促進劑和交聯(lián)劑， 最終獲得復(fù)合材料混煉膠；通過硫化獲得硫化橡膠。
3. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述原料組分中的橡膠為天然橡膠、丁腈橡膠或丁苯橡膠乳液。
4. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述原料組分中的防老劑為胺類或酚類防老劑。
5. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于硅烷偶聯(lián)劑為硅烷類偶聯(lián)劑。
6. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述原料組分中的交聯(lián)劑為硫黃，樹脂，金屬氧化物-用于含氯丁橡膠的體系 硫化或過氧化物。
7. 制備權(quán)利要求1的一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于所述原料組分中的促進劑為次磺酰胺類、噻唑類、秋蘭姆類、硫脲類、二硫代氨 基甲酸鹽類、醛胺類、胍類或黃原酸鹽類。
【專利摘要】本發(fā)明是一種高性能水滑石/二氧化硅/橡膠納米復(fù)合材料的制備方法。由于橡膠乳膠體系的穩(wěn)定性取決于體系的zeta電位值，水滑石的填充容易破壞膠乳的穩(wěn)定性。發(fā)明采用乳液接枝的方法，首先在乳液體系中利用硅烷偶聯(lián)劑，將二氧化硅粘接在水滑石層板上，以降低填料體系的zeta電位值。進而通過負電性的SiO2用量的增加來調(diào)節(jié),并獲得含更高濃度的水滑石/橡膠乳液復(fù)合體系，制備了高填充的水滑石/橡膠復(fù)合材料。水滑石的片層效應(yīng)，賦予了材料更優(yōu)的氣密性；硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)反應(yīng)，使得SiO2粘接在水滑石層板上，提高了有機相容性，賦予了材料更好的抵抗裂紋擴展的能力和力學(xué)性能。該類材料有望在輪胎氣密層材料、航天航空密封、醫(yī)用密封等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。
【IPC分類】C08K5-09, C08K13-06, C08L7-00, C08L9-06, C08K3-26, C08K3-22, C08L9-02, C08K3-36, C08K9-06
【公開號】CN104558724
【申請?zhí)枴緾N201510038720
【發(fā)明人】劉力, 張樹柏, 王峰, 衛(wèi)敏, 段雪, 聶秋海, 溫世鵬, 馬勇
【申請人】北京化工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月26日