【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于復合材料，具體公開了一種芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料及制備方法。
技術介紹
1、漿粕型芳綸是一種具有高度分散性的原纖化芳綸纖維產品，不僅保留了芳綸纖維優良的物理機械性能，如高強度，高模量，尺寸穩定等，同時芳綸漿粕表面具有豐富的毛羽微纖、巨大的比表面積、很好的韌性，在激烈的混合加工過程中不會發生斷裂，不會降低芳綸漿粕的長徑比，因此在復合材料領域具有廣泛的應用前景。
2、但是芳綸漿粕要用于復合材料需要解決兩個問題，一是芳綸漿粕化學結構規整，高度剛性，同時芳綸漿粕表面不具有親水基團，使得芳綸漿粕表面活性較低。為了更好的發揮其優異的力學性能，需要改善芳綸漿粕在復合材料中的分散性，一般通過漿粕表面預處理和改性來提高纖維表面性能，從而改善漿粕中纖維的分散性與復合材料界面結合狀況。第二個問題是，芳綸中漿粕存在大量的微纖，微纖之間容易纏結導致芳綸漿粕團聚現象嚴重，使得其在復合材料基體樹脂中的分散性不佳，影響芳綸漿粕性能的發揮。
3、為此，近年來已經有了大量的研究用以提高芳綸漿粕表面的反應活性，如共沉析出法、白炭黑處理法、等離子體處理法、表面活性劑處理方法等等。不同的處理方法均可在一定程度上改善芳綸與復合材料基體之間的界面性能，但單一的處理方法均有其局限性，其效果還不夠理想。如何制備具有良好分散性和界面效果的芳綸漿粕/高分子樹脂復合材料仍然是目前芳綸漿粕應用沒有得到較好解決的問題之一。
4、在中國專利cn117777499b公開了一種芳綸漿粕母膠粒的制備方法及其在耐油膠管中的應用，其中也提到
5、因此，如何提供一種不需要特殊設備、處理流程較短、可以在工業上大規模使用的簡單高效的芳綸漿粕微纖解纏結和表面改性方法仍然是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的是針對現有技術中存在的問題，提供一種芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料及其制備方法，其是一種簡單高效的芳綸漿粕改性方法及其與三元乙丙橡膠復合材料的制備方法。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術的第一個目的是提供一種芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，所述材料主要由以下原料經混煉、硫化而得，所述原料具體包括如下組份，以重量份數計：
4、三元乙丙橡膠生膠100份、炭黑10-30份、阻燃劑1-15份、硫化劑1-5份、促進劑1-5份以及改性芳綸漿粕10-40份。
5、可選地，所述改性芳綸漿粕的制備方法如下：
6、(1)將10-25份芳綸漿粕、50-80份溶劑及10-20份磷酸混合，備用；
7、(2)在步驟(1)攪拌混合的體系中加入10-25份微纖隔離劑及5-10份的界面相容劑，攪拌，靜置，干燥，然后蓬松化處理，得到改性芳綸漿粕。
8、需要說明的是，加入微纖隔離劑后攪拌的目的是使微纖隔離劑充分吸附在芳綸微纖上，得到解纏結的芳綸漿粕，以便芳綸漿粕在微纖之間解纏結。
9、進一步地，靜置時間為3-12小時，干燥溫度為70-100℃，干燥時間為6-24小時。
10、進一步地，所述的蓬松化處理操作為：以1000-2000r/min的速率高速攪拌，處理時間為10min。
11、更進一步地，所述溶劑為無水乙醇、丙酮、甲醇中的一種或者幾種的混合。
12、更進一步地，所述微纖隔離劑為無機納米顆?；蚪饘傺趸锛{米顆粒；具體地，所述微纖隔離劑為納米白炭黑、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米碳黑、納米氧化鐵、納米氧化鋅、納米氧化鋁中的一種。
13、更進一步地，所述界面相容劑為kh570、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種。
14、需要說明的是，上述芳綸漿粕的改性過程中，每個步驟存在協同關系。首先磷酸對芳綸漿粕的微纖表面進行部分刻蝕，增加微纖表面的粗糙度，使其更易于與微纖隔離劑相結合；隨后在芳綸漿粕的微纖表面沉積微纖隔離劑，實現芳綸漿粕的微纖解纏結；最后加入界面相容劑，有助于增加芳綸和三元乙丙橡膠基體之間的界面結合力，提高漿粕在橡膠中的分散性和相容性。
15、本專利技術的第二個目的是提供一種如上所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料的制備方法，步驟如下：
16、按質量分數，將三元乙丙橡膠生膠100份、炭黑10-30份、阻燃劑1-15份、硫化劑1-5份、促進劑1-5份以及改性芳綸漿粕10-40份混合，進行混煉，混煉均勻后得到生片，將生片在平板硫化機上進行加壓硫化，即得到芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料。
17、進一步需要說明的是，本案中所述的阻燃劑、硫化劑、促進劑以及硫化條件，均為普通的三元乙丙橡膠體系的配方和硫化條件。具體的，阻燃劑可以為磷酸三氯乙酯(tcep)、磷酸三(2-氯丙基)酯(tcpp)；硫化劑可以為硫磺、二甲基二苯胺(dcp)；促進劑可以為n-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(cz)、四甲基二硫化二胺(tmtd)；硫化條件根據硫化劑和促進劑的不同而不同，根據不同的硫化配方制定不同的硫化工藝條件對本領域技術人員而言是顯而易見的。
18、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
19、(1)本專利技術采用兩步法處理芳綸漿粕，先采用微纖隔離劑納米粒子對漿粕微纖進行包覆，降低了微纖之間的相互作用力，可以有效的實現芳綸漿粕微纖之間的解纏結。在此基礎上，進一步引入界面相容劑，可改善漿粕纖維與三元乙丙橡膠基體的界面結合力，提高芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料的力學性能。
20、(2)目前在芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料的制備過程中，僅僅是對漿粕中纖維進行表面處理，然后與橡膠基體進行復合。由于沒有有效解決漿粕微纖的纏結問題，使得纖維表面處理的效果不理想，尤其是纖維纏結的部分無法被界面相容劑充分浸潤，導致漿粕在復合材料中的團聚。本專利技術通過兩步法，第一步是芳綸漿粕微纖的解纏結，第二步再進行表面處理，可以改善表面處理的效果，改善芳綸漿粕與三元乙丙橡膠的界面結合力。
21、(3)本專利技術技術簡單高效，不需要特殊設備，處理流程較短，可以在工業上大規模使用。
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1.一種芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述材料主要由以下原料經混煉、硫化而得，所述原料具體包括如下組份，以重量份數計：
2.根據權利要求1所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述改性芳綸漿粕的制備方法如下：
3.根據權利要求2所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，靜置時間為3-12小時，干燥溫度為70-100℃，干燥時間為6-24小時。
4.根據權利要求2所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述的蓬松化處理操作為：以1000-2000r/min的速率高速攪拌，處理時間為10min。
5.根據權利要求2-4任一項所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述溶劑為無水乙醇、丙酮、甲醇中的一種或者幾種的混合。
6.根據權利要求2-4任一項所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述微纖隔離劑為無機納米顆?；蚪饘傺趸锛{米顆粒；具體地，所述微纖隔離劑為納米白炭黑、納米二氧化硅、納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米碳黑、納米氧化鐵、納米氧化
7.根據權利要求2-4任一項所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述界面相容劑為KH570、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種。
8.一種如權利要求1所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述材料主要由以下原料經混煉、硫化而得，所述原料具體包括如下組份，以重量份數計：
2.根據權利要求1所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述改性芳綸漿粕的制備方法如下：
3.根據權利要求2所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，靜置時間為3-12小時，干燥溫度為70-100℃，干燥時間為6-24小時。
4.根據權利要求2所述的芳綸漿粕纖維/三元乙丙橡膠復合材料，其特征在于，所述的蓬松化處理操作為：以1000-2000r/min的速率高速攪拌，處理時間為10min。
5.根據權利要求2-4任一項所述的芳綸漿粕纖維/...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉小云，張嘉航，虞勇，莊啟昕，吳晨穎，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：
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