CN108410172A - 一种硅橡胶复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：80‑100份天然硅橡胶、5‑7份氧化锌、0.5‑1份硬脂酸、1‑2份防老剂4010NA、0.4‑0.8份促进剂CZ、0.1‑0.2份防焦剂、50‑60份炭黑、6‑8份古马隆、2‑2.5份硫磺、0.1‑0.3份促进剂TMTD、4‑10份补强剂。本发明采用木质纤维素/硅酸盐作为橡胶补强剂，大幅度地提高本发明复合材料的综合力学性能，也很好地改善了本发明的热氧老化性能。

Description

一种硅橡胶复合材料
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，具体涉及一种硅橡胶复合材料。
背景技术
在橡胶材料的配方中，炭黑是一种主要的补强材料，作为最传统和重要的橡胶补强剂，炭黑的地位毋庸置疑，但它同时也具有高能耗、高污染、依赖石油等缺点。最近一段时间来，研究人员一直在努力寻求新的、廉价的、天然可再生的材料来取代炭黑。随着人类环保意识的逐渐提高及石油资源供应的不确定性，天然可再生的高分子材料日益受到人们的重视。木质纤维素是地球上最丰富的天然可再生资源，它具有许多优点，如低成本，密度低，韧性高，可生物降解，无毒等。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种硅橡胶复合材料，本发明的综合力学性能优良，且热氧老化性能也得到很好的改善。
本发明提出了一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：80-100份天然硅橡胶、5-7份氧化锌、0.5-1份硬脂酸、1-2份防老剂4010NA、0.4-0.8份促进剂CZ、0.1-0.2份防焦剂、50-60份炭黑、6-8份古马隆、2-2.5份硫磺、0.1-0.3份促进剂TMTD、4-10份补强剂。
优选地，其原料按重量份包括：85-95份天然硅橡胶、5.5-6.5份氧化锌、0.6-0.9份硬脂酸、1.2-1.8份防老剂4010NA、0.5-0.7份促进剂CZ、0.12-0.18份防焦剂、52-58份炭黑、6.5-7.5份古马隆、2.1-2.4份硫磺、0.15-0.25份促进剂TMTD、5-9份补强剂。
优选地，其特征在于，其原料按重量份包括：90份天然硅橡胶、6份氧化锌、0.8份硬脂酸、1.5份防老剂4010NA、0.6份促进剂CZ、0.15份防焦剂、55份炭黑、6份古马隆、2.2份硫磺、0.2份促进剂TMTD、8份补强剂。
优选地，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐。
优选地，所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂。
优选地，所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：2-6。
优选地，所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：4。
优选地，所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1-1.5％。
优选地，所述搅拌反应为在70-80℃搅拌反应3-4.5h。
优选地，所述过筛的目数为100-120目。
本发明有益效果如下：本发明采用可再生资源的木质纤维素和资源丰富的硅酸盐为原料，并利用两者的协同增强效应，制备了新型的橡胶补强剂。这种新型的橡胶补强剂具有较优异的补强性能，可以替代部分炭黑，获得与炭黑相近的补强效果，并且其制备方法简单。这种新型的橡胶补强剂与氧化锌配合使用，还可增加本发明的抗裂性能。本发明中木质纤维素与硅酸盐的插层反应能够达到平衡，再与天然硅橡胶反应后，可以明显提升硅橡胶复合材料的力学性能、抗氧化性与耐热性能。此外，木质纤维素中含有多种功能基团，反应活性较高，在橡胶中可以起到交联增强作用。因此，本发明硅橡胶复合材料具有优良的综合力学性能和好的热氧老化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：100份天然硅橡胶、5份氧化锌、1份硬脂酸、1份防老剂4010NA、0.8份促进剂CZ、0.1份防焦剂、60份炭黑、6份古马隆、2.5份硫磺、0.1份促进剂TMTD、10份补强剂；其中，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐；
所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂；
所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：2；所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1.5％；所述搅拌反应为在70℃搅拌反应4.5h；所述过筛的目数为100目。
实施例2
一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：80份天然硅橡胶、7份氧化锌、0.5份硬脂酸、2份防老剂4010NA、0.4份促进剂CZ、0.2份防焦剂、50份炭黑、8份古马隆、2份硫磺、0.3份促进剂TMTD、4份补强剂；其中，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐；
所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂；
所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：6；所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1％；所述搅拌反应为在80℃搅拌反应3h；所述过筛的目数为120目。
实施例3
一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：95份天然硅橡胶、5.5份氧化锌、0.9份硬脂酸、1.2份防老剂4010NA、0.7份促进剂CZ、0.12份防焦剂、58份炭黑、6.5份古马隆、2.4份硫磺、0.15份促进剂TMTD、9份补强剂；其中，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐；
所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂；
所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：3；所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1.4％；所述搅拌反应为在72℃搅拌反应4h；所述过筛的目数为100目。
实施例4
一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：85份天然硅橡胶、6.5份氧化锌、0.6份硬脂酸、1.8份防老剂4010NA、0.5份促进剂CZ、0.18份防焦剂、52份炭黑、7.5份古马隆、2.1份硫磺、0.25份促进剂TMTD、5份补强剂；其中，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐；
所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂；
所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：5；所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1.1％；所述搅拌反应为在78℃搅拌反应3.5h；所述过筛的目数为120目。
实施例5
一种硅橡胶复合材料，其原料按重量份包括：90份天然硅橡胶、6份氧化锌、0.8份硬脂酸、1.5份防老剂4010NA、0.6份促进剂CZ、0.15份防焦剂、55份炭黑、6份古马隆、2.2份硫磺、0.2份促进剂TMTD、8份补强剂；其中，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐；
所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂；
所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：4；所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1.3％；所述搅拌反应为在75℃搅拌反应3.6h；所述过筛的目数为110目。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：80-100份天然硅橡胶、5-7份氧化锌、0.5-1份硬脂酸、1-2份防老剂4010NA、0.4-0.8份促进剂CZ、0.1-0.2份防焦剂、50-60份炭黑、6-8份古马隆、2-2.5份硫磺、0.1-0.3份促进剂TMTD、4-10份补强剂。
2.根据权利要求1所述硅橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：85-95份天然硅橡胶、5.5-6.5份氧化锌、0.6-0.9份硬脂酸、1.2-1.8份防老剂4010NA、0.5-0.7份促进剂CZ、0.12-0.18份防焦剂、52-58份炭黑、6.5-7.5份古马隆、2.1-2.4份硫磺、0.15-0.25份促进剂TMTD、5-9份补强剂。
3.根据权利要求1或2所述硅橡胶复合材料，其特征在于，其特征在于，其原料按重量份包括：90份天然硅橡胶、6份氧化锌、0.8份硬脂酸、1.5份防老剂4010NA、0.6份促进剂CZ、0.15份防焦剂、55份炭黑、6份古马隆、2.2份硫磺、0.2份促进剂TMTD、8份补强剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述补强剂为木质纤维素/硅酸盐。
5.根据权利要求4所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述木质纤维素/硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，接着加入去离子水搅拌均匀，然后加入木质纤维素机械搅拌均匀，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入硅酸盐，搅拌反应，反应结束后用去离子水洗涤至中性，真空干燥后球磨，然后过筛，得到木质纤维素/硅酸盐橡胶补强剂。
6.根据权利要求5所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：2-6。
7.根据权利要求5所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述木质纤维素、硅酸盐的质量比为1：4。
8.根据权利要求5所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂的用量为木质纤维素质量的1-1.5％。
9.根据权利要求5所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述搅拌反应为在70-80℃搅拌反应3-4.5h。
10.根据权利要求5所述硅橡胶复合材料，其特征在于，所述过筛的目数为100-120目。
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