一種輕質(zhì)天然橡膠材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輕質(zhì)天然橡膠材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高嶺石屬于1:1型層狀結(jié)構(gòu)的高嶺土(高嶺石、地開石、珍珠陶土、埃洛石等)粘土礦物之一，由Si04四面體層與A102(0H)4八面體層按1:1疊加形成不對稱的層狀結(jié)構(gòu)，從而建立了大疊偶極子，層間以(Al — O—H ---O-Si)氫鍵相連接，層間距約為072nm，高嶺石的晶格內(nèi)不存在同晶置換，層間域電荷基本上平衡，導致其二維層中不能吸附陽離子，此外，由于層之間的氫鍵力和范德華力的相互作用，使其具有相當大的內(nèi)聚，因而晶層之間連接緊密、性能穩(wěn)定，其插層有機客體分子相較于插層蒙脫石組的蒙脫石更具挑戰(zhàn)性。
[0003]盡管如此，一些強極性的小分子，如二甲基亞砜、醋酸鉀、甲酰胺、尿素、肼等已成功地作為前驅(qū)體對其他有機分子如氯化吡啶、氨基醇及吡啶羧酸進行進一步插層，隨著研究的深入，一些其他的小分子和大分子，如丙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯乙烯等也能夠通過夾帶或取代高嶺石有機小分子復合物中小分子的方式進入層間，被取代的插層復合物稱為前驅(qū)體，甲醇也可作為插層復合物的中間體，在極端的溫度條件下將固定的客體分子插入處理過的烷基咪唑黏土中，顯示出優(yōu)良的穩(wěn)定性。
[0004]此外，學者將離子液體插入高嶺石層間形成納米結(jié)構(gòu)，廣泛應用于電極修飾、催化劑及檢測陰離子等方面.離子液體插層高嶺石具有良好的熱穩(wěn)定性、電導率及光學性能，但是，國外離子液體插層高嶺石的制備方法單一，且周期較長、工藝繁瑣，本發(fā)明中通過改進，簡化了實驗流程，縮短了反應時間，同時能得到較好的插層效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種輕質(zhì)天然橡膠材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種輕質(zhì)天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的:
松香醇2-3、輕質(zhì)碳酸鈣5-7、天然橡膠130-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N—甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、羧酸甘油酯5-6、硫磺1-1.6、硫酸氫鉀2-3、羥基乙酸0.3-1,防老劑BPS1-2、2.4-二氯過氧化苯甲酰0.1-0.2、茶皂素卜2。
[0007]—種所述的輕質(zhì)天然橡膠材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量1.6-2倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70-72小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60-65°C下干燥20-24小時，得甲基高嶺石復合物；
(2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20-30小時，得甲醇高嶺石復合物；
(3)將上述硫酸氫鉀、混合，加入到混合料重量10-12倍去離子水中，攪拌均勻，加入輕質(zhì)碳酸鈣，50-60°C下保溫攪拌3-4分鐘，得鹽乳液；
(4)將上述N—甲基咪唑加入到60-65°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40-50小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3-4次，在70-75°C的烘箱中干燥20-24小時，得溴鹽咼子體；
(5)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20-23小時，離心，在得到的固體沉淀中加入上述鹽乳液，100-200轉(zhuǎn)/分攪拌13-20分鐘，抽濾，將濾餅在50-60°C下干燥20-22小時，得插層復合物；
(6)將納米氧化硅加入到其重量20-25倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3-5分鐘，為液a;
(7)將上述插層復合物加入到其重量4-6倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6-2分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4-6%的無水乙醇，抽濾，將濾餅在100-106°C的真空干燥箱中干燥2-3小時，得改性填料；
(8)將上述松香醇加入到4-10倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入羥基乙酸，在60-70°C下保溫攪拌3-5分鐘，加入防老劑BPS，升高溫度為80-90°C，加入上述天然橡膠重量的10_15%、改性填料，保溫10-17分鐘，出料冷卻，得預混料；
(9)將上述預混料與剩余的天然橡膠混合，送入密煉機中，在65-90°C下密煉40-50s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10-12分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3-5遍，即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的橡膠成品具有很好的耐熱性能:
本發(fā)明的通過溴乙烷處理N—甲基咪唑，得到溴鹽離子體，經(jīng)插層后能夠與高嶺石的內(nèi)表面羥基產(chǎn)生較強的氫鍵，新氫鍵結(jié)合能力遠遠超過了原始高嶺土的層內(nèi)氫鍵，從而提高了尚嶺石的耐熱性能，進而提尚了成品材料對持續(xù)性尚熱的抗性；
本發(fā)明的的橡膠成品具有很好的抗紫外線性能:
本發(fā)明經(jīng)過溴鹽離子體插層高嶺石，可以在其內(nèi)表面羥基產(chǎn)生較強的氫鍵，其熒光和化學反應的量子產(chǎn)率遠比無分子內(nèi)氫鍵的間位和對位異構(gòu)體低，在有分子內(nèi)氫鍵的場合內(nèi)部轉(zhuǎn)換比無氫鍵快100多倍，通過氫鍵的作用可以將吸收的紫外光能量轉(zhuǎn)變成熱能發(fā)散，從而起到保護橡膠材料的作用；
本發(fā)明的橡膠料質(zhì)輕，便于運輸、安裝及后期維護，可以有效的降低成本，且柔韌性好，抗沖擊強度高。
【具體實施方式】
[0009]—種輕質(zhì)天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的:
松香醇2、輕質(zhì)碳酸鈣5、天然橡膠130、高嶺石20、二甲基亞砜400、甲醇900、N—甲基咪唑7O、溴乙烷100、納米氧化硅4、羧酸甘油酯5、硫磺1、硫酸氫鉀2、羥基乙酸0.3、防老劑BPSU2.4二氯過氧化苯甲酰0.1、茶皂素I。
[0010]一種所述的輕質(zhì)天然橡膠材料的制備方法，包括以下步驟:
(I)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量I.6倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60°C下干燥20小時，得甲基高嶺石復合物；
(2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20小時，得甲醇高嶺石復合物；
(3)將上述硫酸氫鉀、混合，加入到混合料重量10倍去離子水中，攪拌均勻，加入輕質(zhì)碳酸鈣，50°C下保溫攪拌3分鐘，得鹽乳液；
(4)將上述N—甲基咪唑加入到60°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3次，在70°C的烘箱中干燥20小時，得溴鹽離子體；
(5)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20小時，離心，在得到的固體沉淀中加入上述鹽乳液，100轉(zhuǎn)/分攪拌13分鐘，抽濾，將濾餅在50°C下干燥20小時，得插層復合物；
(6)將納米氧化硅加入到其重量20倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3分鐘，為液a;
(7)將上述插層復合物加入到其重量4倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4%的無水乙醇，抽濾，將濾餅在100°C的真空干燥箱中干燥2小時，得改性填料；
(8 )將上述松香醇加入到4倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入羥基乙酸，在60°C下保溫攪拌3分鐘，加入防老劑BPS，升高溫度為80°C，加入上述天然橡膠重量的10%、改性填料，保溫10分鐘，出料冷卻，得預混料；
(9)將上述預混料與剩余的天然橡膠混合，送入密煉機中，在65°C下密煉40s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3遍，即得。
[0011]性能測試:
拉伸強度:14.5Mpa;
斷裂伸長率:434.4%;
70°C X 22h X 20% 壓縮永久變形:16.2%；
70°C X 70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:5.4%、斷裂伸長率降低率:8.2%。
【主權(quán)項】
1.一種輕質(zhì)天然橡膠材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 松香醇2-3、輕質(zhì)碳酸鈣5-7、天然橡膠130-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N—甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、羧酸甘油酯5-6、硫磺1-1.6、硫酸氫鉀2-3、羥基乙酸0.3-1,防老劑BPS1-2、2.4-二氯過氧化苯甲酰0.1-0.2、茶皂素卜2。2.—種如權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)天然橡膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量1.6-2倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70-72小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60-65°C下干燥20-24小時，得甲基高嶺石復合物； (2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20-30小時，得甲醇高嶺石復合物； (3)將上述硫酸氫鉀、混合，加入到混合料重量10-12倍去離子水中，攪拌均勻，加入輕質(zhì)碳酸鈣，50-60°C下保溫攪拌3-4分鐘，得鹽乳液； (4)將上述N—甲基咪唑加入到60-65°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40-50小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3-4次，在70-75°C的烘箱中干燥20-24小時，得溴鹽咼子體； (5)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20-23小時，離心，在得到的固體沉淀中加入上述鹽乳液，100-200轉(zhuǎn)/分攪拌13-20分鐘，抽濾，將濾餅在50-60°C下干燥20-22小時，得插層復合物； (6)將納米氧化硅加入到其重量20-25倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3-5分鐘，為液a; (7)將上述插層復合物加入到其重量4-6倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6-2分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4-6%的無水乙醇，抽濾，將濾餅在100-106°C的真空干燥箱中干燥2-3小時，得改性填料； (8)將上述松香醇加入到4-10倍無水乙醇中，攪拌均勻，加入羥基乙酸，在60-70°C下保溫攪拌3-5分鐘，加入防老劑BPS，升高溫度為80-90°C，加入上述天然橡膠重量的10_15%、改性填料，保溫10-17分鐘，出料冷卻，得預混料； (9)將上述預混料與剩余的天然橡膠混合，送入密煉機中，在65-90°C下密煉40-50s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10-12分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3-5遍，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕質(zhì)天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的：松香醇2-3、輕質(zhì)碳酸鈣5-7、天然橡膠130-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N－甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、羧酸甘油酯5-6、硫磺1-1.6、硫酸氫鉀2-3、羥基乙酸0.3-1、防老劑BPS1-2、2.4-二氯過氧化苯甲酰0.1-0.2、茶皂素1-2。本發(fā)明的橡膠料質(zhì)輕，便于運輸、安裝及后期維護，可以有效的降低成本，且柔韌性好，抗沖擊強度高。
【IPC分類】C08K3/26, C08K5/3445, C08K9/04, C08K3/06, C08K13/06, C08L7/00, C08K3/34, C08L93/04, C08K3/36
【公開號】CN105504372
【申請?zhí)枴緾N201510952169
【發(fā)明人】高芳
【申請人】合肥杰明新材料科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月17日