[发明专利]一种改性芳纶纳米纤维补强橡胶硫化胶及其制备方法

权利要求书

1.含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，以质量份计，包括如下组分：

橡胶100份，防老剂1-4份，氧化锌1-5份，硬脂酸1-3份，促进剂1-3份，硫化剂1-3份，改性的纳米芳纶纤维3-7份；

其中，

改性的纳米芳纶纤维中，芳纶纳米纤维：改性剂的质量比为1：0.5～1：2；改性剂采用碘甲烷、环氧氯丙烷、溴代丙烷或3-溴丙炔；

该橡胶硫化胶由以下步骤制备：

步骤一，在芳纶纳米纤维的二甲基亚砜溶液中加入改性剂，反应24h以上得到改性的芳纶纳米纤维的二甲基亚砜，用去离子水进行透析，至溶液pH值为7，得到改性的芳纶纳米纤维的水分散液，其中，所述水分散液中改性的纳米芳纶纤维为3-7质量份；

步骤二，将步骤一得到的改性芳纶纳米纤维水分散液超声分散，然后与橡胶胶乳进行混合，搅拌2小时以上，调节pH 值≈ 1，采用NaCl水溶液作为絮凝剂，将胶乳进行凝胶，水洗除去絮凝剂，烘干，得到含改性芳纶纳米纤维的橡胶的混合物，其中，橡胶胶乳中橡胶的固含量为100质量份；

步骤三，步骤二得到的混合物加入其余组分后在开炼机上混炼，其余组分包括防老剂1-4份，氧化锌1-5份，硬脂酸1-3份，促进剂1-3份，硫化剂1-3份，混炼胶停胶24h以上，得到含改性芳纶纳米纤维的橡胶混炼胶，硫化后制得所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶。

2.如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，改性芳纶纳米纤维的平均尺寸为：直径5nm，长度5μm。

3.如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，橡胶采用羧基丁腈橡胶或丁苯橡胶。

4.如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺或2, 2, 4-三甲基-1, 2-二氢化喹啉聚合体。

5.如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，促进剂为2,2'-二硫代二苯并噻唑或N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

6.如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶，其特征在于，硫化剂为硫黄。

7.一种如权利要求1所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在芳纶纳米纤维的二甲基亚砜溶液中加入改性剂，反应24h以上得到改性的芳纶纳米纤维的二甲基亚砜，用去离子水进行透析，至溶液pH值为7，得到改性的芳纶纳米纤维的水分散液，其中，所述水分散液中改性的纳米芳纶纤维为3-7质量份；

步骤二，将步骤一得到的改性芳纶纳米纤维水分散液超声分散，然后与橡胶胶乳进行混合，搅拌2小时以上，调节pH 值≈ 1，采用NaCl水溶液作为絮凝剂，将胶乳进行凝胶，水洗除去絮凝剂，烘干，得到含改性芳纶纳米纤维的橡胶的混合物，其中，橡胶胶乳中橡胶的固含量为100质量份；

步骤三，步骤二得到的混合物加入其余组分后在开炼机上混炼，其余组分包括防老剂1-4份，氧化锌1-5份，硬脂酸1-3份，促进剂1-3份，硫化剂1-3份，混炼胶停胶24h以上，得到含改性芳纶纳米纤维的橡胶混炼胶，硫化后制得所述的含改性芳纶纳米纤维的橡胶硫化胶。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，超声时间为0.5-1h，功率为100-300W。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，采用8~12wt%的NaCl水溶液作为絮凝剂。