本發明屬于材料領域,具體涉及一種有機蒙脫土改性橡膠材料的制備方法。
背景技術:
天然橡膠具有優良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性,并且,經過適當處理后還具有耐油、耐酸、耐堿、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質,所以,具有廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶;醫療衛生行業所用的外科醫生手套、輸血管、避孕套;工業上使用的傳送帶、運輸帶、耐酸和耐堿手套;農業上使用的排灌膠管、氨水袋;氣象測量用的探空氣球;科學試驗用的密封、防震設備;國防上使用的飛機、坦克、大炮、防毒面具;甚至連火箭、人造地球衛星和宇宙飛船等高精尖科學技術產品都離不開天然橡膠;交通運輸上使用的各種輪胎;
為了提高橡膠的力學性能,往往在其中加入無機填料,但是無機填料與橡膠之間想相容性差,容易造成成品的穩定性降低的問題。
技術實現要素:
本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足,提供一種有機蒙脫土改性橡膠材料的制備方法。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:
一種有機蒙脫土改性橡膠材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取10-15重量份的蒙脫土,在700-750℃下煅燒1-2小時,冷卻至常溫,加入到10-12mol/l的氫氧化鈉溶液中,浸泡40-50分鐘,出料,常溫干燥,與2-3重量份的肉豆蔻酸鈉皂混合,加入到混合料重量1.7-2倍的乙酸乙酯中,在60-70℃下保溫攪拌10-29分鐘,得羥基蒙脫土溶液;
(2)取防老劑rd、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量4-7倍的去離子水中,攪拌均勻,得烷酮溶液;
(3)取1-2重量份的硬脂酸、3-4重量份的甲基丙烯酸混合,攪拌均勻,加入4-5重量份的聚酰胺蠟微粉,送入到110-120℃的油浴中,保溫攪拌20-30分鐘,出料,與烷酮溶液混合,攪拌至常溫,得羧基化烷酮分散液;
(4)取14-20重量份的天然橡膠粉,加入到羧基化烷酮分散液中,升高溫度為60-65℃,預熱20-30分鐘,加入26-30重量份的乙酸乙酯,攪拌1-2小時,脫水,得橡膠分散液;
(5)取上述羥基蒙脫土溶液、橡膠分散液混合,升高溫度為60-70℃,加入0.7-1重量份的三羥甲基丙烷,超聲10-20分鐘,得烷基分散液;
(6)取1-2重量份的甲基硫醇錫,加入到上述烷基分散液中,攪拌均勻,靜置分層,得有機相;
(7)取上述有機相,與90-100重量份的天然橡膠、2-3重量份的三氧化二銻混合,送入密煉機中,密煉30-40s,密煉溫度為60-100℃,加入8-10重量份的馬來酸二丁酯,混煉6-8分鐘,排膠,冷卻至10-40℃,投入開煉機內,加入0.6-1重量份的乙撐硫脲、1-2重量份的硫磺,薄通3-5遍,即得所述有機蒙脫土改性橡膠材料。
本發明的優點:
本發明將蒙脫土經過羥基化處理,然后強硬脂酸、甲基丙烯酸混合處理聚酰胺蠟微粉,再分散到烷酮溶液中,與橡膠粉混合,將得到的橡膠分散液與羥基蒙脫土溶液混合,采用三羥甲基丙烷處理,得到烷基分散液,然后通過靜置分層將有機相與橡膠共混,得到成品材料;
本發明蒙脫土通過有機化改性后與橡膠粉形成有效的交聯,將蒙脫土與橡膠粉很好的分散,不會造成團聚,提高了成品材料的穩定性強度。
具體實施方式
實施例1
一種有機蒙脫土改性橡膠材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取15重量份的蒙脫土,在750℃下煅燒2小時,冷卻至常溫,加入到12mol/l的氫氧化鈉溶液中,浸泡50分鐘,出料,常溫干燥,與3重量份的肉豆蔻酸鈉皂混合,加入到混合料重量2倍的乙酸乙酯中,在70℃下保溫攪拌29分鐘,得羥基蒙脫土溶液;
(2)取防老劑rd、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量7倍的去離子水中,攪拌均勻,得烷酮溶液;
(3)取2重量份的硬脂酸、4重量份的甲基丙烯酸混合,攪拌均勻,加入5重量份的聚酰胺蠟微粉,送入到120℃的油浴中,保溫攪拌30分鐘,出料,與烷酮溶液混合,攪拌至常溫,得羧基化烷酮分散液;
(4)取20重量份的天然橡膠粉,加入到羧基化烷酮分散液中,升高溫度為65℃,預熱30分鐘,加入30重量份的乙酸乙酯,攪拌2小時,脫水,得橡膠分散液;
(5)取上述羥基蒙脫土溶液、橡膠分散液混合,升高溫度為70℃,加入1重量份的三羥甲基丙烷,超聲20分鐘,得烷基分散液;
(6)取2重量份的甲基硫醇錫,加入到上述烷基分散液中,攪拌均勻,靜置分層,得有機相;
(7)取上述有機相,與100重量份的天然橡膠、3重量份的三氧化二銻混合,送入密煉機中,密煉40s,密煉溫度為100℃,加入10重量份的馬來酸二丁酯,混煉8分鐘,排膠,冷卻至40℃,投入開煉機內,加入1重量份的乙撐硫脲、2重量份的硫磺,薄通5遍,即得所述有機蒙脫土改性橡膠材料。
實施例2
(1)取10重量份的蒙脫土,在700℃下煅燒1小時,冷卻至常溫,加入到10mol/l的氫氧化鈉溶液中,浸泡40分鐘,出料,常溫干燥,與2重量份的肉豆蔻酸鈉皂混合,加入到混合料重量1.7倍的乙酸乙酯中,在60℃下保溫攪拌10分鐘,得羥基蒙脫土溶液;
(2)取防老劑rd、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量4倍的去離子水中,攪拌均勻,得烷酮溶液;
(3)取1重量份的硬脂酸、3重量份的甲基丙烯酸混合,攪拌均勻,加入4重量份的聚酰胺蠟微粉,送入到110℃的油浴中,保溫攪拌20分鐘,出料,與烷酮溶液混合,攪拌至常溫,得羧基化烷酮分散液;
(4)取14重量份的天然橡膠粉,加入到羧基化烷酮分散液中,升高溫度為60℃,預熱20分鐘,加入26重量份的乙酸乙酯,攪拌1小時,脫水,得橡膠分散液;
(5)取上述羥基蒙脫土溶液、橡膠分散液混合,升高溫度為60℃,加入0.7重量份的三羥甲基丙烷,超聲10分鐘,得烷基分散液;
(6)取1重量份的甲基硫醇錫,加入到上述烷基分散液中,攪拌均勻,靜置分層,得有機相;
(7)取上述有機相,與90重量份的天然橡膠、2重量份的三氧化二銻混合,送入密煉機中,密煉30s,密煉溫度為60℃,加入8重量份的馬來酸二丁酯,混煉6分鐘,排膠,冷卻至10℃,投入開煉機內,加入0.6重量份的乙撐硫脲、1重量份的硫磺,薄通3遍,即得所述有機蒙脫土改性橡膠材料。
性能測試:
本發明的材料:
拉斷強度(mpa):18-20;
定伸模量100%(mpa):2.6-3;
70℃×70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:4-4.7%、斷裂伸長率降低率:8-8.3%;
傳統天然橡膠材料:
拉斷強度(mpa):10-13;
定伸模量100%(mpa):1.7-2;
70℃×70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:7-9%、斷裂伸長率降低率:13-19%。