CN110818958A - 一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法，包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，还包括以下制备步骤：步骤一：制备玄武岩纤维骨架；步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；步骤四：一浴浸胶；步骤五：制备混炼胶；步骤六：二浴浸胶；步骤七：压平；步骤八：硫化。本发明针对现有技术中玄武岩纤维橡胶复合材料的耐磨性能差、玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘接性能差等问题进行改进，本发明具有提高玄武岩纤维橡胶复合材料的耐磨性能，提高玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘结性能等优点。

Description

一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶复合材料技术领域，尤其涉及一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

橡胶复合材料大都是由骨架材料和弹性橡胶基体组成的，与热固性和热塑性聚合物复合材料相比，橡胶复合材料具有较大的变形范围、较高的承载能力和良好的的耐疲劳性能，在橡胶复合材料中，骨架材料的性能和使用寿命对整体的性能起着决定性的作用，玄武岩纤维橡胶复合材料是以玄武岩纤维为骨架材料，在玄武岩纤维骨架材料的外表面包覆一层橡胶材料制成，玄武岩纤维是以天然玄武岩拉制的连续纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料，玄武岩纤维橡胶复合材料包括汽车轮胎、传送带、输送带、胶管和胶带等产品。

但是现有技术中的玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能差、耐磨性能差、玄武岩纤维橡胶复合材料中玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘和力较差，玄武岩纤维骨架容易与橡胶基层之间脱离，从而影响了产品的使用。

针对以上技术问题，本发明公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法，本发明具有提高玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能和耐磨性能，提高玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘结性能等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种玄武岩纤维橡胶复合材料及其制备方法，以解决现有技术中玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能差，耐磨性能差，玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘和力较差等技术问题进行改进，本发明具有提高玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能和耐磨性能，提高玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘结性能等优点。

本发明通过以下技术方案实现：本发明公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料，包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂的重量组分为：

玻璃纤维为2～3mm长的无碱玻璃纤维，耐磨剂为SI-50、二硫化钼两者中的一种或两种，改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶后硫化制成玄武岩纤维橡胶复合材料。

优选的，橡胶颗粒为天然橡胶颗粒、氯丁橡胶颗粒、丁苯橡胶颗粒或者三元乙丙橡胶颗粒。

优选的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯和环氧脂肪酸丁酯中的一种或多种。

优选的，补强剂为炭黑、氧化锌、白炭黑、活性陶土、活性碳酸钙、木质素和古玛隆树脂中的一种或多种。

优选的，促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂NS、促进剂808、促进剂DCP和促进剂TMTD中的一种或多种。

优选的，防老剂为防老剂AW、防老剂BLE、防老剂RD、防老剂AH、防老剂D中的一种或多种。

本发明还公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗5～8min，丙酮溶液的质量分数为40～50％；

接着，用蒸馏水冲淋玄武岩纤维骨架10～20min；

最后，将玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡1～2h，醋酸溶液的浓度为1～3mol/l；

然后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗20～30min；

接着，将预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中10～20min，得到改性玄武岩纤维骨架，硅烷偶联剂水溶液的浓度为2～3％；

步骤四：一浴浸胶，将改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡10～20min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将橡胶颗粒、增塑剂和补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，混炼机内的温度为100～120℃；

接着，向混炼机中加入玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将混合料静置7～9h得到混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶中2～3h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

优选的，步骤四中，丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂的重量组分为：

浸胶液的含固量为35～45％。

优选的，步骤四中，分散剂为聚乙二醇脂肪酸酯、硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钡和硬脂酸锌中的一种或多种。

优选的，步骤八中，硫化的温度为150～220℃，硫化的压力为8～15Mpa，硫化的时间为20～30min。

本发明具有以下优点：本发明首先对玄武岩纤维骨架进行预处理，去除玄武岩纤维骨架表面粘附的短絮和灰尘等杂质，然后对预处理后的玄武岩纤维骨架进行改性，在玄武岩纤维骨架的表面引入活性基团，再先后将改性后的玄武岩纤维骨架浸入浸胶液和混炼胶中，最后在经压平和硫化处理，本发明通过在混料胶中添加玻璃纤维和耐磨剂，从而使通过将混炼胶硫化后得到的橡胶基层的抗拉性能和耐磨性能得到了显著的提升，本发明在浸胶液中添加了羧基液体丁腈橡胶，羧基液体丁腈橡胶作为增韧剂和胶粘剂添加，玄武岩纤维骨架改性后进入浸胶液中，再浸入混炼胶中时，羧基液体丁腈橡胶能够增加玄武岩纤维骨架与混炼胶之间的粘和力，同时增加玄武岩纤维骨架材料与混炼胶的韧性，在经过压平和硫化后制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能得到了一定程度上的提升，并且玄武岩纤维骨架与混炼胶硫化后得到的橡胶基层之间的粘和力得到了显著的提升。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

实施例1公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料，包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂的重量组分为：

改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶后硫化制成玄武岩纤维橡胶复合材料，橡胶颗粒为天然橡胶颗粒，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，玻璃纤维为2mm长的无碱玻璃纤维，补强剂为炭黑，促进剂为促进剂M，耐磨剂为SI-50，防老剂为防老剂AW。

本实施例还公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗5min，丙酮溶液的质量分数为40％；

接着，用蒸馏水冲淋玄武岩纤维骨架10min；

最后，将玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡1h，醋酸溶液的浓度为1mol/l；

然后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗20min；

接着，将预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中10min，得到改性玄武岩纤维骨架，硅烷偶联剂水溶液的浓度为2％；

步骤四：一浴浸胶，将改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡10min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂，丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂的重量组分为：

分散剂为聚乙二醇脂肪酸酯，浸胶液的含固量为35％；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将橡胶颗粒、增塑剂和补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，混炼机内的温度为100℃；

接着，向混炼机中加入玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将混合料静置7h得到混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶中2h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，硫化的温度为150℃，硫化的压力为8Mpa，硫化的时间为20min，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

实施例2

实施例2包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂的重量组分为：

改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶后硫化制成玄武岩纤维橡胶复合材料，橡胶颗粒为氯丁橡胶颗粒，增塑剂为己二酸二辛酯，玻璃纤维为2mm长的无碱玻璃纤维，补强剂为活性陶土，促进剂为促进剂CZ，耐磨剂为二硫化钼，防老剂为防老剂BLE。

本实施例还公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗6min，丙酮溶液的质量分数为43％；

接着，用蒸馏水冲淋玄武岩纤维骨架13min；

最后，将玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡1h，醋酸溶液的浓度为1.7mol/l；

然后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗24min；

接着，将预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中13min，得到改性玄武岩纤维骨架，硅烷偶联剂水溶液的浓度为2％；

步骤四：一浴浸胶，将改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡13min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂，丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂的重量组分为：

分散剂为硬脂酸，浸胶液的含固量为38％；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将橡胶颗粒、增塑剂和补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，混炼机内的温度为108℃；

接着，向混炼机中加入玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将混合料静置7h得到混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶中2h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，硫化的温度为170℃，硫化的压力为10Mpa，硫化的时间为23min，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

实施例3

实施例3包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂的重量组分为：

改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶后硫化制成玄武岩纤维橡胶复合材料，橡胶颗粒为丁苯橡胶颗粒，增塑剂为环氧脂肪酸丁酯，玻璃纤维为3mm长的无碱玻璃纤维，补强剂为炭黑、活性碳酸钙和木质素三者的混合物，促进剂为促进剂DM和促进剂NS两者的混合物，耐磨剂为SI-50，防老剂为防老剂AH。

本实施例还公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗7min，丙酮溶液的质量分数为47％；

接着，用蒸馏水冲淋玄武岩纤维骨架17min；

最后，将玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡2h，醋酸溶液的浓度为2.5mol/l；

然后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗27min；

接着，将预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中16min，得到改性玄武岩纤维骨架，硅烷偶联剂水溶液的浓度为3％；

步骤四：一浴浸胶，将改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡17min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂，丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂的重量组分为：

分散剂为硬脂酸钡，浸胶液的含固量为42％；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将橡胶颗粒、增塑剂和补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，混炼机内的温度为113℃；

接着，向混炼机中加入玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将混合料静置8h得到混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶中3h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，硫化的温度为190℃，硫化的压力为12Mpa，硫化的时间为26min，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

实施例4

实施例4包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂的重量组分为：

改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶后硫化制成玄武岩纤维橡胶复合材料，橡胶颗粒为三元乙丙橡胶颗粒，增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯和磷酸三甲苯酯两者的混合物，玻璃纤维为3mm长的无碱玻璃纤维，补强剂为氧化锌、白炭黑和古玛隆树脂三者的混合物，促进剂为促进剂808、促进剂DCP和促进剂TMTD三者的混合物，耐磨剂为SI-50和二硫化钼两者的混合物，防老剂为防老剂RD和防老剂D两者的混合物。

本实施例还公开了一种玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗8min，丙酮溶液的质量分数为50％；

接着，用蒸馏水冲淋玄武岩纤维骨架20min；

最后，将玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡2h，醋酸溶液的浓度为3mol/l；

然后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗30min；

接着，将预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中20min，得到改性玄武岩纤维骨架，硅烷偶联剂水溶液的浓度为3％；

步骤四：一浴浸胶，将改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡20min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂，丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂的重量组分为：

分散剂为聚乙二醇脂肪酸酯和硬脂酸锌两者的混合物，浸胶液的含固量为45％；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将橡胶颗粒、增塑剂和补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，混炼机内的温度为120℃；

接着，向混炼机中加入玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将混合料静置9h得到混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入混炼胶中3h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，硫化的温度为220℃，硫化的压力为15Mpa，硫化的时间为30min，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

将现有技术中的玄武岩纤维橡胶复合材料作为对比例，然后分别对对比例与本发明实施例1-4中的玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能、耐磨性能以及玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘和力进行测试，测试结果如下表所示：

表1玄武岩纤维橡胶复合材料性能测试数据表

其中，玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能根据GB/T 528-2009标准《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测试》中规定的方法进行测试，玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能通过玄武岩纤维橡胶复合材料拉断时的断裂伸长率以及拉伸强度来体现，断裂伸长率和拉伸强度的测量结果记录于上表中。

其中，玄武岩纤维橡胶复合材料耐磨性能的测试方法包括以下步骤：取用10个对比例和本发明实施例1-4中的玄武岩纤维橡胶复合材料，将所述玄武岩纤维橡胶复合材料均制成长度为20cm、宽度为20cm、高为5cm的长方体板块作为实验样品，测量各个实验样品的初始质量m，然后采用磨盘从实验样品的上部分别对所述实验样品进行打磨，打磨的时间为30min，磨盘的直径为30cm，磨盘的转速为120r/min，磨盘的表面粗糙度Ra为0.4μm，磨盘采用钢材制成，硬度为58HRC，磨盘与实验样品之间的压力为10N，再分别测量各个实验样品打磨后的质量n，然后根据公式W＝100％*(m-n)/m计算各个实验样品的质量损失率,w为质量损失率，最后分别对10对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料制成的实验样品、10个实施例1中的玄武岩纤维橡胶复合材料制成的实验样品、10个实施例2中的玄武岩纤维橡胶复合材料制成的实验样品、10个实施例3中的玄武岩纤维橡胶复合材料制成的实验样品和10个实施例4中的玄武岩纤维橡胶复合材料制成的实验样品的计算结果取平均值，并记录于上表中。

其中，玄武岩纤维橡胶复合材料中玄武岩纤维与橡胶基层之间的粘结性能的测试步骤如下：分别取10个对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例1中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例2中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例3中的玄武岩纤维橡胶复合材料和10个实施例4中的玄武岩纤维橡胶复合材料作为实验样品，上述的玄武岩纤维橡胶复合材料均为长度为30cm，宽度为8cm，厚度为5mm的带状结构，其中，橡胶基层的厚度为3mm，然后分别对各个实验样品进行剥离实验，即从玄武岩纤维骨架与橡胶基层的粘缝处向两侧牵引拉扯玄武岩纤维骨架和橡胶基层，记录下玄武岩纤维骨架与橡胶基层分离时的力的大小，然后分别对10个10个对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例1中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例2中的玄武岩纤维橡胶复合材料、10个实施例3中的玄武岩纤维橡胶复合材料和10个实施例4中的玄武岩纤维橡胶复合材料记录的结果取平均值，结果记录于上表中。

根据实验数据可知，采用本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的断裂伸长率显著小于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，并且拉伸强度显著高于对比例中的玄武岩纤维骨架材料，从而，通过本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能显著高于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，经过磨盘打磨实验后，本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的质量损失率显著小于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，从而本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的耐磨性能显著高于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，另外，从实验数据中可以看出，本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料相比于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，需要较大的力才能将玄武岩纤维骨架与橡胶基层剥离，从而，本发明实施例1-4制得的玄武岩纤维橡胶复合材料相比于对比例中的玄武岩纤维橡胶复合材料，玄武岩纤维骨架与橡胶基层之间的粘结性能更加优异。

综上所述，本发明首先对玄武岩纤维骨架进行预处理，去除玄武岩纤维骨架表面粘附的短絮和灰尘等杂质，然后对预处理后的玄武岩纤维骨架进行改性，在玄武岩纤维骨架的表面引入活性基团，再先后将改性后的玄武岩纤维骨架浸入浸胶液和混炼胶中，最后在经压平和硫化处理，本发明在混料胶中添加玻璃纤维和耐磨剂，从而使通过混炼胶硫化后得到的橡胶基层的抗拉性能和耐磨性能得到了显著的提升，本发明在浸胶液中添加了羧基液体丁腈橡胶，羧基液体丁腈橡胶作为增韧剂和胶粘剂添加，玄武岩纤维骨架改性后进入浸胶液中，再浸入混炼胶中时，羧基液体丁腈橡胶能够增加玄武岩纤维骨架与混炼胶之间的粘和力，同时增加玄武岩纤维骨架材料与混炼胶的韧性，在经过压平和硫化后制得的玄武岩纤维橡胶复合材料的拉伸性能得到了一定程度上的提升，并且玄武岩纤维骨架与混炼胶硫化后得到的橡胶基层之间的粘合力得到了显著的提升。

Claims (10)

1.一种玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，包括制备改性玄武岩纤维浸胶骨架的原料玄武岩纤维和制备混炼胶的原料橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和防老剂，所述橡胶颗粒、增塑剂、玻璃纤维、补强剂、促进剂、耐磨剂、硫磺和所述防老剂的重量组分为：

所述玻璃纤维为2～3mm长的无碱玻璃纤维，所述耐磨剂为SI-50、二硫化钼两者中的一种或两种，所述改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入所述混炼胶后硫化制成所述玄武岩纤维橡胶复合材料。

2.如权利要求1所述的玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，所述橡胶颗粒为天然橡胶颗粒、氯丁橡胶颗粒、丁苯橡胶颗粒或者三元乙丙橡胶颗粒。

3.如权利要求1所述的玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、己二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯和环氧脂肪酸丁酯中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，所述补强剂为炭黑、氧化锌、白炭黑、活性陶土、活性碳酸钙、木质素和古玛隆树脂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂NS、促进剂808、促进剂DCP和促进剂TMTD中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的玄武岩纤维橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂AW、防老剂BLE、防老剂RD、防老剂AH、防老剂D中的一种或多种。

7.权利要求1-6中任意一项所述的玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

步骤一：制备玄武岩纤维骨架，将所述玄武岩纤维送入编织机中编织得到玄武岩纤维骨架；

步骤二：玄武岩纤维骨架预处理；

首先，将所述玄武岩纤维骨架浸入丙酮溶液中超声清洗5～8min，所述丙酮溶液的质量分数为40～50％；

接着，用蒸馏水冲淋所述玄武岩纤维骨架10～20min；

最后，将所述玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干，得到预处理玄武岩纤维骨架；

步骤三：预处理玄武岩纤维骨架改性；

首先，将所述预处理玄武岩纤维骨架浸入醋酸溶液中，浸泡1～2h，所述醋酸溶液的浓度为1～3mol/l；

然后，将所述预处理玄武岩纤维骨架浸入去离子水中超声清洗20～30min；

接着，将所述预处理玄武岩纤维骨架送入真空干燥箱内烘干；

最后，将所述预处理玄武岩纤维骨架浸入硅烷偶联剂水溶液中10～20min，得到改性玄武岩纤维骨架，所述硅烷偶联剂水溶液的浓度为2～3％；

步骤四：一浴浸胶，将所述改性玄武岩纤维骨架浸入浸胶液中浸泡10～20min，得到改性玄武岩纤维浸胶骨架，所述浸胶液包括原料丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和分散剂；

步骤五：制备混炼胶；

首先，将所述橡胶颗粒、增塑剂和所述补强剂加入到混炼机中熔化并搅拌混合均匀，所述混炼机内的温度为100～120℃；

接着，向所述混炼机中加入所述玻璃纤维、促进剂、耐磨剂、硫磺和所述防老剂，并搅拌混合均匀，得到混合料；

最后，将所述混合料静置7～9h得到所述混炼胶；

步骤六：二浴浸胶，将所述改性玄武岩纤维浸胶骨架浸入所述混炼胶中2～3h，得到半成品玄武岩纤维橡胶复合材料；

步骤七：压平，采用压平机将所述半成品玄武岩纤维橡胶复合材料的外表面延压平整；

步骤八：硫化，采用平板硫化机对步骤七得到的所述半成品玄武岩纤维橡胶复合材料进行硫化，得到玄武岩纤维橡胶复合材料。

8.如权利要求7所述的玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述丁吡胶乳、异氰酸酯、环氧树脂、羧基液体丁腈橡胶、去离子水和所述分散剂的重量组分为：

所述浸胶液的含固量为35～45％。

9.如权利要求7所述的玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述分散剂为聚乙二醇脂肪酸酯、硬脂酸、聚乙烯蜡、硬脂酸钡和硬脂酸锌中的一种或多种。

10.如权利要求7所述的玄武岩纤维橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤八中，所述硫化的温度为150～220℃，所述硫化的压力为8～15Mpa，所述硫化的时间为20～30min。