CN108976496A - 阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。解决了现有技术中天然橡胶阻燃性差的技术问题。本发明的复合材料，由100重量份天然橡胶、1‑3重量份硫磺、0.5‑2重量份硫化促进剂、0.5‑2重量份氧化锌、5‑8重量份聚苯胺纳米纤维、1‑2重量份硬脂酸、0.1‑0.8重量份硬脂酸钠、3‑4重量份木质素粉末、0.5‑1重量份碳化硅粉末、1‑3重量份氢氧化铝粉末和2‑5重量份防老剂组成。该复合材料，具备优异的阻燃性和耐热性。

Description

阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

天然橡胶，简称NR，是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91％-94％是橡胶烃(顺-1，4-聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶在常温下有较高弹性、绝缘性、隔水性，塑性等特点，性能较合成橡胶全面，因此在日常生活、医疗卫生、交通运输、工业、农业等领域有着广泛的应用。目前，世界上部分或完全使用天然橡胶制成的物品已达7万种以上。

但天然橡胶存在强度低、阻燃性和耐磨性不理想，在使用的过程中使用寿命短等问题，给实际使用带来很多不便，甚至威胁到人们的生命财产安全，因此，需要对现有的天然橡胶材料进行改性。且随着经济的发展，各个领域都对天然橡胶的性能指标有了更加严格和多样的要求，比如绝缘性、拉伸强度、耐热性、阻燃性能、强度、耐磨性等指标均有严格的要求，不断的提高天然橡胶材料的性能，是经济和社会发展的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中天然橡胶阻燃性差的技术问题，进一步提高其耐热性，提供一种阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。

本发明提供一种阻燃耐热天然橡胶复合材料，组成及重量份为：

优选的是，所述防老剂为防老剂4010或防老剂RD。

优选的是，所述促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD。

优选的是，所述聚苯胺纳米纤维的粒径为50-100nm，长度为微米级。

优选的是，所述碳化硅粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、木质素粉末的粒径均不超过100目。

本发明还提供上述阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备方法，步骤如下：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温50-60℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼35-60min后，静置6-10h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度150-160℃，硫化压力 12-15MPa，硫化时间5-8min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的阻燃耐热天然橡胶复合材料，具备优异的阻燃性和耐热性。

本发明提供的阻燃耐热天然橡胶复合材料及其制备方法工艺简单，便于生产。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供的阻燃耐热天然橡胶复合材料，由100重量份天然橡胶、1-3重量份硫磺、0.5-2重量份硫化促进剂、0.5-2重量份氧化锌、5-8重量份聚苯胺纳米纤维、1-2重量份硬脂酸、0.1-0.8重量份硬脂酸钠、3-4重量份木质素粉末、 0.5-1重量份碳化硅粉末、1-3重量份氢氧化铝粉末和2-5重量份防老剂组成。

上述技术方案中，防老剂为防老剂4010或防老剂RD。

上述技术方案中，促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD。

上述技术方案中，聚苯胺纳米纤维的粒径为50-100nm，长度为微米级。

上述技术方案中，碳化硅粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、木质素粉末的粒径均不超过100目。

本发明还提供上述阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备方法，步骤如下：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温50-60℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼35-60min后，静置6-10h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度150-160℃，硫化压力 12-15MPa，硫化时间5-8min。

以下结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

阻燃耐热天然橡胶复合材料，由100重量份天然橡胶、1重量份硫磺、0.5 重量份硫化促进剂TMTD、0.5重量份氧化锌、5重量份聚苯胺纳米纤维、1重量份硬脂酸、0.1重量份硬脂酸钠、3重量份木质素粉末、1重量份碳化硅粉末、 3重量份氢氧化铝粉末和4重量份防老剂RD组成。

上述阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温60℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼40min后，静置7h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度160℃，硫化压力13MPa，硫化时间5min。

实施例2

阻燃耐热天然橡胶复合材料，由100重量份天然橡胶、3重量份硫磺、2重量份硫化促进剂TMTD、1重量份氧化锌、8重量份聚苯胺纳米纤维、2重量份硬脂酸、0.5重量份硬脂酸钠、3.5重量份木质素粉末、0.5重量份碳化硅粉末、 1重量份氢氧化铝粉末和2重量份防老剂RD组成。

上述阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温60℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼50min后，静置6h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度155℃，硫化压力15MPa，硫化时间7min。

实施例3

阻燃耐热天然橡胶复合材料，由100重量份天然橡胶、2重量份硫磺、1重量份硫化促进剂TMTD、2重量份氧化锌、8重量份聚苯胺纳米纤维、1.5重量份硬脂酸、0.8重量份硬脂酸钠、3重量份木质素粉末、1重量份碳化硅粉末、1 重量份氢氧化铝粉末和2重量份防老剂RD组成。

上述阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温55℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼45min后，静置8h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度155℃，硫化压力13MPa，硫化时间8min。

对上述实施例1-3得到的天然橡胶复合材料的阻燃性和耐热性进行检测，检测结果如表1所示。

表1实施例1-3的天然橡胶复合材料的阻燃性和耐热性

试样	焦烧时间/s	热失重中心温度Tmax(℃)
			实施例1	56	403
实施例2	61	426
			实施例3	63	431

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.阻燃耐热天然橡胶复合材料，其特征在于，组成及重量份为：

2.根据权利要求1所述的阻燃耐热天然橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010或防老剂RD。

3.根据权利要求1所述的阻燃耐热天然橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ和促进剂TMTD。

4.根据权利要求1所述的阻燃耐热天然橡胶复合材料，其特征在于，所述聚苯胺纳米纤维的粒径为50-100nm，长度为微米级。

5.根据权利要求1所述的阻燃耐热天然橡胶复合材料，其特征在于，所述碳化硅粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、木质素粉末的粒径均不超过100目。

6.权利要求1-5任何一项所述的阻燃耐热天然橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、将天然橡胶加入开炼机中混炼，辊温50-60℃，至胶料包辊；

步骤二、向开炼机中依次加入氧化锌、硬脂酸、硬脂酸钠、防老剂、促进剂、聚苯胺纳米纤维、木质素粉末、层状硅酸盐粉末、氢氧化铝粉末、碳化硅粉末和硫磺，混炼35-60min后，静置6-10h，得到混炼胶；

步骤三、将混炼胶置于平板硫化机上硫化，硫化温度150-160℃，硫化压力12-15MPa，硫化时间5-8min。