木质纤维素/蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天然橡胶复合材料技术领域，尤其涉及一种木质纤维素/蒙脱土 /天 然橡胶复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 炭黑作为橡胶工业最为传统也是最为重要的补强填料，具有十分优异的补强性 能，但同时它也具有尚污染、尚能耗、依赖石油资源等难以避免的缺点。
[0003] 蒙脱土是一种具有纳米片层结构的硅铝酸盐矿物，具有原料来源丰富、价格低廉、 热稳定性高、对环境友好等优点。
[0004] 木质纤维素作为一种天然的、可再生的高分子材料，大量存在于绿色植物中，其资 源丰富。木质纤维素是纤维素、半纤维素和木质素的结合体，是一种优良的增强材料。但木 质纤维素含有大量的羟基，与非极性或弱极性的聚合物基体的界面粘合性较差，而且亲水 性纤维在聚合物基体中不能很好地分散。
【发明内容】
[0005] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡 胶复合材料及其制备方法，所述制备方法工艺简单，成本低，对橡胶加工设备无特殊要求， 适用于大规模应用，得到的木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的拉伸强度、硬度和断 裂伸长率有一定程度的提高。
[0006] 本发明提出的一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料，其原料按重量份包 括以下组分：
[0007] 天然橡胶 100份 氧化锌 2-5份
[0008] 硬脂酸 1.5-3份 防老剂 0.5-1.2份 促进剂 0,7-1粉 炭黑N330 30-39份 木质纤维素/蒙脱土补强剂U-20份 相容剂 0.5-2.5份 硫磺 1-2份
[0009] 其中，所述相容剂为丙三醇、三乙醇胺中的一种或者两种的混合物。
[0010] 优选地，其原料按重量份包括以下组分：
[0011] 天然橡胶 1冊份 氧化锌 5份 硬脂酸 2份 防老剂 1扮 促进剂 0.9份 炭黑N330 35份 木质纤维素/蒙脱土补强剂15份 相容剂 1.5份 硫磺 2份。
[0012] 优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂MB、防老剂RD、防老剂 DNP、防老剂H、防老剂SP中的一种或者多种的混合物。
[0013] 优选地，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物， 且防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为1-3:2-5:3-5:1-5。
[0014] 优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NS、促进剂N0BS、促进剂D 中的一种或者多种的混合物。
[0015] 优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的混合物，且促进剂 CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的重量比为3-8:2-3:1-5。
[0016] 本发明还提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的制备方法， 包括以下步骤：
[0017]S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；
[0018]S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、 相容剂、促进剂和硫磺进行混炼，混炼结束后静置8_12h得到混炼胶，其中，混炼的温度为 50-60°C，混炼的时间为25-40min;
[0019]S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡 胶复合材料，其中，硫化的温度为145-150°C，硫化的压力为12-15MPa，硫化时间为4-8min。
[0020] 本发明所述木质纤维素/蒙脱土补强剂按照以下工艺进行制备：在1000ml烧杯中 加入0. 225g硅烷偶联剂KH-550,加入8ml无水乙醇稀释后再加入750ml去离子水，接着加 入15g木质纤维素，搅拌30min，得到木质纤维素悬浮液；向木质纤维素悬浮液中加入60g 蒙脱土DK-3搅拌均匀后加热至80°C，反应6小时，反应结束后将反应产物洗涤至中性，烘 干，球磨至120目以下，得到所述木质纤维素/蒙脱土补强剂。
[0021] 本发明所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料与现有技术相比，具有以下 优点：
[0022] (1)通过加入木质纤维素/蒙脱土补强剂与炭黑N330配合作为增强材料，并选择 了合适的相容剂，在复合材料共混过程中，相容剂会分散在天然橡胶、木质纤维素/蒙脱土 补强剂、炭黑N330的界面间，通过调节相容剂与各原料的比例，大幅度提高了木质纤维素/ 蒙脱土补强剂、炭黑N330与天然橡胶的界面张力，增加了界面结合力，使木质纤维素/蒙脱 土补强剂和炭黑N330在天然橡胶基体中分散均匀，提高了复合材料的拉伸强度、硬度和断 裂伸长率，同时降低了炭黑N330的含量，减少了对环境的污染，降低了对石油资源的依赖 性；
[0023] (2)本发明所提供的制备方法工艺简单，成本低廉，对橡胶加工设备无特殊要求， 适于大规模应用。
【附图说明】
[0024]图1为对比例1中天然橡胶复合材料的扫描电镜图。
[0025]图2为本发明实施例3所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的扫描电镜 图。
【具体实施方式】
[0026] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0027] 实施例1
[0028] 本发明提出的一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料，其原料按重量份包 括以下组分：
[0029] 天然橡胶 100份 氧化锌 ：2份 硬脂酸 3份 防老剂 0.5份 促进剂CZ 1份 炭黑N330 30份 木质纤维素/蒙脱土补强剂 20份
[0030] 丙三醇 0.5份 硫磺 1份；
[0031] 其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且 防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为1:5:3: 5。
[0032] 本发明提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的制备方法，包 括以下步骤：
[0033]S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；
[0034]S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、 丙三醇、促进剂CZ和硫磺进行混炼，混炼结束后静置9h得到混炼胶，其中，混炼的温度为 60°C，混炼的时间为25min;
[0035]S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡 胶复合材料，其中，硫化的温度为150°C，硫化的压力为15MPa，硫化的时间为4min。
[0036] 实施例2
[0037] 本发明提出的一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料，其原料按重量份包 括以下组分：
[0038] 天然橡胶 1Q0份 氧化锌 5份 硬脂酸 1,5# 防老剂 1 2份 促进剂TMTD0.2份 促进剂1NS 0.5份
[0039] 炭黑N330 39份 木质纤维素/蒙脱土补强剂11份 三乙醇胺 2,5份 硫磺 2份;
[0040] 其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且 防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为3:2:5:1。
[0041] 本发明提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的制备方法，包 括以下步骤：
[0042]S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；
[0043]S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、 三乙醇胺、促进剂NS、促进剂TMID和硫磺进行混炼，混炼结束后静置8h得到混炼胶，其中， 混炼的温度为60°C，混炼的时间为25min;
[0044]S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡 胶复合材料，其中，硫化的温度为145°C，硫化的压力为12MPa，硫化的时间为8min。
[0045] 实施例3
[0046] 本发明提出的一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料，其原料按重量份包 括以下组分：
[0047] 天然橡胶 100# 氧化锌 5份 硬脂酸 2份 防老剂 1份
[0048] 促进剂 0.9份 炭黑N33fi 3:S份 木质纤维素/蒙脱土补强剂15份 丙三醇 1.5份 硫磺 2份；
[0049] 其中，所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的混合物，且 防老剂4010NA、防老剂MB、防老剂RD、防老剂SP的重量比为2:3:4:3 ;所述促进剂为促进剂 CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的混合物，且促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂NOBS的重量比为 3:3:1〇
[0050] 本发明提出的一种所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料的制备方法，包 括以下步骤：
[0051]S1、将炭黑N330、木质纤维素/蒙脱土补强剂混合均匀得到复合填料；
[0052]S2、在开炼机中加入天然橡胶，然后依次加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、复合填料、 丙三醇、促进剂和硫磺进行混炼，混炼结束后静置l〇h得到混炼胶，其中，混炼的温度为 56°C，混炼的时间为38min;
[0053]S3、将混炼胶置于平板硫化机上进行硫化得到所述木质纤维素/蒙脱土 /天然橡 胶复合材料，其中，硫化的温度为147°C，硫化的压力为14MPa，硫化的时间为5min。
[0054] 实施例4
[0055] 本发明提出的一种木质纤维素/蒙脱土 /天然橡胶复合材料，其原料按重量份包 括以下组分：
[0056] 天然橡胶 100份 氧化锌 5份
[0057] 硬脂酸 1