[发明专利]一种高耐磨橡胶基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高耐磨橡胶基复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料领域。本发明所提供的复合材料包括以下重量份数的原料：橡胶100份、活性剂2‑12份、防老剂0.5‑2份、炭黑20‑70份、增塑剂1‑20份、硫化剂0.5‑2份、促进剂0.5‑2份、经离子液体乙醇溶液处理的芳纶1‑50份。本发明所制备的高耐磨橡胶基复合材料中芳纶和橡胶基之间由于使用了离子液体的处理，因此粘合性得到了显著的改善，复合材料的抗撕裂性能及耐磨性均显著提高。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，特别涉及一种高耐磨橡胶基复合材料的粘合方法。

背景技术

随着橡胶工业技术的发展，对橡胶材料的性能提出了越来越高的要求。而将高性能纤维，如芳纶引入橡胶基体制备复合材料已经成为研究和应用的热点之一。目前，芳纶/橡胶复合材料广泛应用于轮胎、传送带、密封件及雨刮器等领域。这些产品均对材料的力学性能及摩擦学性能提出了较高的要求。较好的力学/摩擦学性能，对延长制品使用寿命、保证制品安全性及降低能源消耗等均具有重要意义。但是，芳纶/橡胶复合材料在制备过程中也存在一定的问题。纤维不能与橡胶基体实现化学键合，而当纤维以浆粕的形式应用时，其在橡胶基体中难以分散。这些问题都会导致复合材料性能的降低。为解决这一问题，到目前为止，一系列方法，如预分散、表面改性等，已被用于改善AP在橡胶基体中的分散能力。但这些方法往往对复合材料的拉伸、撕裂及耐磨等性能顾此失彼。

因此，目前急需一种新的方法来提高复合材料的力学性能和耐磨性。

发明内容

为了满足制备综合性能好，耐磨性优异的橡胶基复合材料的目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种高耐磨橡胶基复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下重量份数的原料：橡胶100份、活性剂2-12份、防老剂0.5-2份、炭黑20-70份、增塑剂1-20份、硫化剂0.5-2份、促进剂0.5-2份、经离子液体乙醇溶液处理的芳纶1-50份。

优选地，所述橡胶包括：丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶。

优选地，所述活性剂包括氧化锌1.5-8份和硬脂酸0.5-4份；

所述防老剂包括2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物、N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺和N-苯基-2-萘胺；

所述炭黑包括N660，N550，N330和N339；

所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、松焦油和芳烃油；

所述促进剂包括N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、六亚甲基四胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化四苄基秋兰姆和二硫化二苯并噻唑；

所述硫化剂包括不溶性硫黄、普通硫黄粉；

优选地，所述芳纶包括短切芳纶和芳纶浆粕，所述短切芳纶的长径比为80-500。

优选地，所述芳纶经离子液体处理的方法包括如下步骤：

(1)将离子液体加入到乙醇中，充分溶解后得到离子液体乙醇溶液；

(2)将芳纶浸入到所述离子液体乙醇溶液中浸泡；

(3)将浸泡后的芳纶烘干。

优选地，所述离子液体中包括在侧链上含有碳碳双键结构的阳离子和阴离子；所述离子液体乙醇溶液的浓度为0.05-2g/L；所述离子液体乙醇溶液中离子液体与芳纶的质量比为1：30-1:300；所述烘干的温度为60-150℃。

优选地，所述在侧链上含有碳碳双键结构的阳离子包括如下结构：