一种填料及其应用、复合材料及其制备方法

本发明属于复合材料，具体涉及一种填料及其应用、复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、氟橡胶是一种高性能橡胶，广泛应用于航空、汽车和石化工业，因其出色的耐油、耐热和耐化学性能而受到赞誉。但是，当氟橡胶高载荷条件下使用时，其摩擦学性能严重不足。填料补强是增强橡胶基体性能的常用方法，目前常用的补强填料主要有金刚石微粉、碳纳米管、聚四氟乙烯、二氧化硅或纳米氧化锌。然而现有的填料补强的氟橡胶在高速旋转条件下的耐摩擦性能仍有待提高，限制了其应用范围。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种填料及其应用、复合材料及其制备方法，将本发明提供的填料用于制备氟橡胶复合材料能够显著提高复合材料的摩擦性能，即便在高速旋转条件下应用仍具有良好的摩擦性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种填料，包括以下质量份数的组分：

3、镁铝二元氢氧化物 10～20份；

4、银纳米线 20～30份。

5、优选的，所述镁铝二元氢氧化物的形状为类花状。

6、优选的，所述镁铝二元氢氧化物的平均粒径为1～4μm，比表面积为11～12m2/g。

7、优选的，所述银纳米线的直径为40～60nm，长度为20～30μm。

8、本发明还提供了上述技术方案所述填料在复合材料中的应用。

9、本发明还提供了一种复合材料，包括氟橡胶和填充于所述氟橡胶中的填料；所述填料为上述技术方案所述填料；

10、所述填料在复合材料中的质量百分含量为30～50％。

11、本发明还提供了上述技术方案所述复合材料的制备方法，包括以下步骤：

12、将氟橡胶混炼，得到混炼胶；

13、将所述混炼胶和填料混合后依次进行打三角包、打卷和压延，得到压延片；

14、将所述压延片依次进行硫化，得到所述复合材料。

15、优选的，所述打三角包的次数为3～5次，所述打卷的次数为3～5次，所述压延的速比为1.1～1.3。

16、优选的，所述硫化包括依次进行第一硫化和第二硫化。

17、优选的，所述第一硫化的温度为170～180℃，压力为10～20mpa，时间为15～25min；

18、所述第二硫化的温度为198～202℃，保温时间为15～25h。

19、本发明提供了一种填料，包括以下质量份数的组分：10～20份镁铝二元氢氧化物和20～30份银纳米线。在本发明中，镁铝二元氢氧化物能够增强橡胶的耐热性，并与橡胶基体形成良好的界面结合，从而提高其机械和摩擦学性能。复合材料在高速摩擦过程中会产生大量的热量，银纳米线的高热导率能够有效地分散摩擦热，从而防止过热并提高复合材料的整体摩擦稳定性，进而提高复合材料的机械强度和耐磨性；同时银纳米线具有潜在的自润滑特性，能够降低复合材料的摩擦系数。本发明在镁铝二元氢氧化物和银纳米线共同作用下显著提高复合材料的摩擦学性能，使复合材料在高速条件下仍具有良好的摩擦稳定性和更低的磨损率。

技术特征：

1.一种填料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述填料，其特征在于，所述镁铝二元氢氧化物的形状为类花状。

3.根据权利要求1或2所述填料，其特征在于，所述镁铝二元氢氧化物的平均粒径为1～4μm，比表面积为11～12m2/g。

4.根据权利要求1所述填料，其特征在于，所述银纳米线的直径为40～60nm，长度为20～30μm。

5.权利要求1～4任一项所述填料在复合材料中的应用。

6.一种复合材料，其特征在于，包括氟橡胶和填充于所述氟橡胶中的填料；所述填料为权利要求1～4任一项所述填料；

7.权利要求6所述复合材料的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述打三角包的次数为3～5次，所述打卷的次数为3～5次，所述压延的速比为1.1～1.3。

9.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述硫化包括依次进行第一硫化和第二硫化。

10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，所述第一硫化的温度为170～180℃，压力为10～20mpa，时间为15～25min；

技术总结
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种填料及其应用、复合材料及其制备方法。本发明提供的填料，包括以下质量份数的组分：10～20份镁铝二元氢氧化物和20～30份银纳米线。镁铝二元氢氧化物能够增强橡胶的耐热性，并与橡胶基体形成良好的界面结合，从而提高其机械和摩擦学性能。复合材料在高速摩擦过程中会产生大量的热量，银纳米线的高热导率能够有效地分散摩擦热，从而防止过热并提高复合材料的整体摩擦稳定性；同时银纳米线具有潜在的自润滑特性，能够降低复合材料的摩擦系数。本发明在镁铝二元氢氧化物和银纳米线共同作用下显著提高复合材料的摩擦学性能，使复合材料在高速条件下仍具有良好的摩擦稳定性和更低的磨损率。

技术研发人员：李宋,张新瑞,陈守兵,王廷梅,王齐华
受保护的技术使用者：中国科学院兰州化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29