[发明专利]一种纳米复合材料及其制备方法和一种硫化橡胶及其应用

权利要求书

1.一种纳米复合材料，其特征在于，该纳米复合材料含有白炭黑、埃洛石纳米管和附着在白炭黑和/或埃洛石纳米管的表面的表面改性剂，所述表面改性剂为在80-110℃下能够与白炭黑和/或埃洛石纳米管的表面形成化学键的物质，白炭黑、埃洛石纳米管和所述表面改性剂的重量比为1：0.3-1：0.04-0.2。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中，所述表面改性剂以与白炭黑和/或埃洛石纳米管的表面形成化学键的形式附着在白炭黑和/或埃洛石纳米管的表面。

3.根据权利要求2所述的纳米复合材料，其中，所述表面改性剂为分子结构中含有基团A和基团B的物质，所述基团A为碳碳双键和/或巯基，所述基团B为选自羰基、酯基、羟基、环氧基、酸酐和羧基中的至少一种基团。

4.根据权利要求2或3所述的纳米复合材料，其中，所述表面改性剂为选自马来酸酐、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-巯基丙酸和3-巯基丙酸中的一种和多种。

5.根据权利要求4所述的纳米复合材料，其中，所述表面改性剂为甲基丙烯酸，所述纳米复合材料的红外谱图中存在位置为1635-1645cm^-1的乙烯基的特征吸收峰和位置为2955-2965cm^-1的甲基的特征吸收峰。

6.根据权利要求4所述的纳米复合材料，其中，所述表面改性剂为3-巯基丙酸，所述纳米复合材料的红外谱图中存在位置为2555-2565cm^-1巯基的特征吸收峰。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的纳米复合材料，其中，所述纳米复合材料的比表面积为350-600m²/g。

8.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）将白炭黑和埃洛石纳米管在水中混合均匀，将混合均匀后的产物进行喷雾干燥得到固体；

（2）将步骤（1）得到的固体与表面改性剂混合均匀后干燥。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述白炭黑、埃洛石纳米管和水的重量比为1：0.3-1：20-30，优选为1：0.5-0.8：24-28。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述白炭黑的比表面积为100-200m²/g，优选为115-175m²/g；所述埃洛石纳米管外径为40-80nm，内径为15-20nm，长度为100-1000nm。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤（1）中，所述混合的条件包括混合温度为25-50℃，混合时间为1-5小时，优选地，混合温度为30-45℃，混合时间为2.5-4小时。

12.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤（2）中，所述表面改性剂为分子结构中含有基团A和基团B的物质，所述基团A为碳碳双键和/或巯基，所述基团B为选自羰基、酯基、羟基、环氧基、酸酐和羧基中的至少一种基团。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤（2）中，所述表面改性剂选自马来酸酐、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2-巯基丙酸和3-巯基丙酸中的一种和多种。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，以所述固体的总重量为基准，所述表面改性剂的用量为1-7重量%，优选为3-5重量%。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤（2）中，所述干燥的条件包括干燥温度为80-110℃，干燥时间为1-4h，优选地，干燥温度为90-100℃，干燥时间为2-3.5h。

16.权利要求8-15中任意一项所述的方法制备的纳米复合材料。

17.一种硫化橡胶，该硫化橡胶为由含有纳米复合材料、三元乙丙橡胶、硫化剂和促进剂的组合物混炼并硫化而形成的产物，其特征在于，所述纳米复合材料为权利要求16中所述的纳米复合材料，且在所述组合物中，相对于100重量份三元乙丙橡胶，所述纳米复合材料的含量为30-70重量份，所述硫化剂的含量为1-3.5重量份，所述促进剂的含量为1-4.5重量份。