[发明专利]一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料，属于橡胶复合材料技术领域。其包括以下重量份的原料：天然橡胶90‑100份、甲基丙烯酸锌10‑25份、白炭黑10‑30份、低分子量液体聚异戊二烯1‑5份、天然橡胶胶乳1‑10份、硫化剂0.1‑2份、活化剂1‑7份、促进剂1‑5份、防老剂0.1‑0.5份、古马隆树脂5‑10份；本发明还公开了一种纳米光触媒除甲醛涂料的制备方法；本发明具有制备原料种类少，原料易得，具有优良的性能和一定的抗裂纹生长能力，该橡胶复合材料的制备方法具备容易操作、对设备的要求不高、成本低廉等诸多优点。

技术领域

本发明属于橡胶复合材料技术领域，具体的说，涉及了一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

工业的发展，特别是石油工业的发展，随之的支链产业也蓬勃发展，橡胶由于其优异的性能与特征，渐渐成为人们日常生活中必不可少的一部分，随着对橡胶研究的深入，橡胶的物理机械性能在不断的提升，橡胶制品被应用到诸如汽车轮胎、传送带、减震垫、轴承垫片等领域中。但是，构成天然橡胶的聚异戊二烯以共价键连接，在动态载荷作用下，很容易因内部结构损伤而产生裂纹快速增长而疲劳失效。

天然橡胶作为一种应变结晶性弹性体，具有一定的自补强效应，但仍然无法满足材料在众多应用领域的需求，这是由于其强度、硬度、疲劳性能等一系列性能都不高，所以一般采用选择合适的硫化体系和补强剂来弥补其中的不足，硫化剂工业中常用的为硫磺或者过氧化物硫化剂如DCP，某些时候也用硅烷偶联剂来增加橡胶交联键的数目。对于补强剂，橡胶工业中最为常用的是炭黑与白炭黑，尤其是白炭黑，近年来因为其低生热效应，在轮胎等领域应用越来越多，并已成为浅色橡胶产品中最主要的补强材料。但是白炭黑作为一种纳米填料，容易在基体中团聚，不均匀的填料分散给橡胶复合材料带来诸多缺陷。为此，需在添加白炭黑的同时提高其分散性。另一方面，为了进一步提升橡胶复合材料的综合性能，往往从橡胶的交联密度和橡胶补强剂入手，然而过高的共价键交联密度会导致橡胶过硬，影响其他优良性能。因此，如何构筑合适的交联结构也是提升材料抗裂纹生长的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能并且抗裂纹生长的橡胶复合材料。通过超声分散技术及添加低分子量液体聚异戊二烯提高白炭黑分散性，另外以甲基丙烯酸锌构筑适当比例的离子交联键，起到耗散能量的作用，从而提高抗裂纹生长能力。

本发明提供了一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料，包括以下重量份的原料：

天然橡胶90-100份、甲基丙烯酸锌10-25份、白炭黑10-30份、低分子量液体聚异戊二烯1-5份、天然橡胶胶乳1-10份、硫化剂0.1-2份、活化剂1-7份、促进剂1-5份、防老剂0.1-0.5份、古马隆树脂5-10份。

作为优选，活化剂为氧化锌和硬脂酸的混合物，重量比为5:2。

作为优选，硫化剂为过氧化二异丙苯和硫磺的混合物，重量比1:1。

作为优选，促进剂为2、2'-二硫代二苯并噻唑与N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺的混合物，重量比为1:1.2。

作为优选，防老剂为防老剂4010。

作为优选，白炭黑粒径为30-50nm。

本发明还提供了一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、取10-30份白炭黑于盛有1-10份天然橡胶胶乳的烧杯中，将烧杯置于超声波分散仪中超声波分散30-50min，待粒子均匀分散在胶乳中后将烧杯取出待用；

(2)、将步骤(1)的烧杯加热至30-80℃搅拌1-3h，然后边搅拌边加入氯化钙饱和溶液，得到破乳后的胶乳复合材料，于50-80℃真空烘箱烘干备用。