本發明專利技術涉及一種貝殼粉-天然橡膠復合材料及其制備方法，該復合材料包括貝殼粉或改性貝殼粉、偶聯劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、以干膠計的乳狀天然橡膠、交聯劑，還可以含有脂肪醇聚氧乙烯醚、氫氧化鉀、石蠟基油或顏料；其制備方法包括（1）貝殼粉水分散體的制備，（2）膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備，（3）干膠狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備三步，該復合材料的拉伸強度為20~28MPa，拉斷伸長率可達700~980%，300%定伸應力可達2.0~5.0MPa，撕裂強度為36-45kN/m，生熱性能在13℃以內。材料具有抗撕裂、抗拉伸、抗濕滑性能良好，不易生熱以及具有抗菌性能，可用于醫用手套、輪胎、膠管、鞋類等天然橡膠制品。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及天然橡膠復合材料及其制備方法，特別涉及，屬于橡膠復合材料生產
技術介紹
由于自由體積大，分子間作用力小，結晶能力差，絕大多數橡膠若不經補強，則其綜合性能無法達到應用目的。因此，自橡膠工業化應用開始，人們一直致力于橡膠增強機理及相關技術研究。從氧化鋅到炭黑，再到各種各樣填充補強劑及相關技術的開發應用，尋找高效、簡便、經濟的增強方式和增強劑一直是橡膠科學研究的重點和熱點。而貝殼是一種廉價易得的天然生物納米復合材料，具有獨特的交叉層狀結構，有較高的強韌性，是一種天然的無機-有機雜化材料，其化學組成主要有占95%的碳酸鈣和 少量蛋白質和多糖類物質。貝殼粉是天然貝殼經過粉碎后處理得到的無機填料，由于富含有大量的碳酸鈣，而碳酸鈣是目前常用的重要工業填料，可改善高聚物的性能。正因為如此，近年來，研究人員逐步開展了貝殼粉在高聚物中的應用研究，先后采用貝殼粉與聚乙烯(PE)、環氧樹脂(EP)和聚氯乙烯(PVC)等制成了一系列復合材料，可見貝殼粉在復合材料方面的應用越來越廣泛，對其應用的研究。粵西地區是我國天然橡膠主要種植區之一，該地區海洋資源也有亟待發掘的潛在優勢，水產品產量居全國之首，尤其海貝較多。央視農業頻道《聚焦三農》欄目在2012年4月8日報道過粵西地區的雷州市覃斗鎮英嶺村“貝殼圍村”尷尬現象。像英嶺村這類的村莊，因為扇貝養殖、加工是他們的主要產業，所以每年都遺留下數噸扇貝殼。由于缺少有效管理，扇貝殼未能得到科學的處置，村民大都是簡單地倒在村子周圍，日積月累就形成“貝殼圍村”的尷尬局面。從而也出現了滋生蚊蟲、腥臭難聞等一系列環境問題，直接影響了村民的生活。因此，有必要充分利用粵西地區豐富的天然橡膠和貝殼資源，研究開發貝殼粉-天然橡膠復合材料，從而提高本地資源的產品附加值，拓寬本地資源的應用范圍，同時處理好貝殼類垃圾,使其變廢為寶,造福人類。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種貝殼粉-天然橡膠復合材料，該復合材料的特點是采用天然生物，價格低廉，色淺，制造能耗低，抗撕裂、抗拉伸、抗濕滑性能良好，不易生熱，可用于醫用手套、輪胎、膠管、鞋類等天然橡膠制品。本專利技術的另一個目的在于提供一種貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備方法。本專利技術的上述目的是通過如下方案予以實現的 一種貝殼粉-天然橡膠復合材料，其原料及原料組分的重量份為貝殼粉1(Γ50份；偶聯劑0. 5 3份；陰離子表面活性劑0. 3、. 5份；非離子表面活性劑0. 3、. 5份；以干膠計的乳狀天然橡膠100份；交聯劑3份。為了更好地實現本專利技術，所述的貝殼粉-天然橡膠復合材料還可選擇加入如下一種或一種以上加工助劑，包括非離子表面活性劑平平加O (脂肪醇聚氧乙烯醚)0. Γ0. 5份，氫氧化鉀O. 05、. 2份，石蠟基油2 4份，顏料O. 5^2份。該貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備方法包括如下步驟 (1)改性貝殼粉水分散體的制備 在貝殼粉中加入乙醇，邊攪拌邊超聲分散，制得貝殼粉懸浮液；然后加入O. 5^3. O份經乙醇水解的偶聯劑和廣3份的交聯劑，在35°C 90°C溫度條件下反應2飛小時，制成改性貝殼粉水分散體，然后取出冷卻并離心洗滌，再將洗滌后處理得到的貝殼粉加入陰離子表面活性劑溶液中，邊攪拌邊超聲分散處理，制得改性貝殼粉水分散體； (2)膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備 采用常規方式在煉膠機上對天然橡膠進行適當塑煉，然后在不斷攪拌條件下將上述的改性貝殼粉水分散體均勻地混合到乳狀天然橡膠中，得到膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料； 或者采用非離子表面活性劑平平加O-脂肪醇聚氧乙烯醚和去離子水對濃縮天然膠乳進行穩定和稀釋，然后在不斷攪拌條件下將改性貝殼粉水分散體均勻地混合到膠乳； (3)干膠狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備 按中國標準橡膠常規加工工藝將該復合材料進一步通過凝固、壓片、洗滌、干燥，得到干膠狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料。該貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備方法還可以采用如下方式制備 采用常規方式在煉膠機上對天然橡膠進行適當塑煉，然后依次加入貝殼粉、偶聯劑、交聯劑、石蠟基油以及橡膠加工助劑，混煉均勻，制成貝殼粉-天然橡膠復合材料。上述的貝殼粉，是通過適量的乙醇恰好浸潤后用去離子水漂洗的濕貝殼粉，平均粒徑為200 nm，碳酸鈣質量分數為O. 90 O. 95的貝殼粉。上述的偶聯劑，可選硅烷偶聯劑(KH-570)或鈦酸酯偶聯劑(NDZ-201)或稀土偶聯劑(DN-8102)，優選稀土偶聯劑(DN-8102)。上述的陰離子表面活性劑，可選十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉或油酸鉀，優選十~■燒基硫酸納。上述的非離子表面活性劑，可選脂肪醇聚氧乙烯醚或山梨醇聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚，優選脂肪醇聚氧乙烯醚。上述的交聯劑，可選四乙烯基五胺或四乙烯基五二胺或叔丁胺，優選四乙烯基五二胺。本專利技術的貝殼粉-天然橡膠復合材料可采用有效硫化體系、半有效硫化體系、非硫黃硫化體系或過氧化物硫化體系等制成預硫化膠乳，按浸潰工藝生產各種乳膠制品；也可采用常規加工工藝進行混煉硫化，生產各種干膠制品。采用本專利技術制備的貝殼粉-天然橡膠復合材料的硫化膠片的拉伸強度可達2(Γ28MPa，拉斷伸長率可達700 980%，300%定伸應力可達2. 0 5. OMPa，撕裂強度為36_45kN/m，生熱性能在13°C以內。本專利技術的有益效果是本專利技術通過加入貝殼粉，使制備得到的具有抗撕裂、抗拉伸、抗濕滑性能良好，不易生熱以及具有抗菌性能的貝殼粉-天然橡膠復合材料。此外本專利技術エ藝簡單，操作方便，原料的成本低廉、易得，可用于醫用手套、輪胎、膠管、鞋類等天然橡膠制品O具體實施例方式下面通過實施例對本專利技術做進ー步詳細說明，這些實施例僅用來說明本專利技術，并不限制本專利技術的范圍；除非另有說明，下文采用的份數均為重量份。實施例I 貝殼粉-天然橡膠復合材料及其硫化膠膜的制備 稱取15份粒徑約為200nm的貝殼粉，加入恰好將其浸潤的こ醇后用去離子水漂洗，隨后加入I. O份稀土偶聯劑DN-8102和I. O份四こ烯基五ニ胺，置于80°C水浴中連續攪拌4小時，然后取出冷卻并離心洗滌，再將洗滌后處理得到的貝殼粉加入O. 4份十二烷基苯磺 酸鈉和100份去離子水中，邊攪拌邊超聲分散處理30分鐘，制得貝殼粉水分散體；同時采用O.5份脂肪醇聚氧こ烯醚對100份以干膠計總固體含量為60%的濃縮天然膠乳進行穩定，然后再加入O. I份氫氧化鉀，在不斷攪拌條件下將上述的貝殼粉水分散體均勻地混合到穩定的濃縮天然膠乳中，攪拌均勻后，得到膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料； 在該材料中加入I. 2份硫黃，O. 7份氧化鋅，O. 7份ニこ基ニ硫代氨基甲酸鋅(ZDC)，O.5份こ基一苯基ニ硫代氨基甲酸鋅(PX)，O. 5份2，6-ニ特丁基一4一甲基苯酚(防264)，60°C水浴硫化，得到的硫化膠膜的拉伸強度為27. 8MPa，撕裂強度為44. 5kN/m，拉斷伸長率978%, 300% 定伸應力 3. 2 Mpa0實施例2 稱取30份粒徑約為200 nm的貝殼粉，加入恰好將其浸潤的こ醇后用去離子水漂洗，隨后加入I. 5份稀土偶聯劑DN-8102和I. 5份四こ烯基五ニ胺，置于80°C水浴中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種貝殼粉？天然橡膠復合材料，其特征在于：該復合材料所用原料及原料組分的重量份如下：貝殼粉：10~50重量份；偶聯劑：0.5~3重量份；陰離子表面活性劑：0.3~0.5重量份；非離子表面活性劑：0.3~0.5重量份；以干膠計的乳狀天然橡膠：100重量份；交聯劑：1~3重量份。
【技術特征摘要】
1.一種貝殼粉-天然橡膠復合材料，其特征在于該復合材料所用原料及原料組分的重量份如下 貝殼粉1(Γ50重量份；偶聯劑0. 5 3重量份；陰離子表面活性劑0. 3、. 5重量份；非離子表面活性劑0. 3^0. 5重量份；以干膠計的乳狀天然橡膠100重量份；交聯劑廣3重量份。2.根據權利要求I所述的一種貝殼粉-天然橡膠復合材料，其特征在于該復合材料原料還包含如下組分中的一種或一種以上加工助劑 非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚O. Γ0. 5重量份，氫氧化鉀O. 05、. 2重量份，石蠟基油2 4重量份，顏料O. 5^2重量份。3.一種用于制備權利要求I或2所述的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (O改性貝殼粉水分散體的制備 在貝殼粉中加入乙醇，邊攪拌邊超聲分散，制得貝殼粉懸浮液；然后加入O. 5^3. O份經乙醇水解的偶聯劑和廣3份的交聯劑，在35°C飛(TC溫度條件下反應2飛小時，制成改性貝殼粉水分散體，然后取出冷卻并離心洗滌，再將洗滌后處理得到的貝殼粉加入陰離子表面活性劑溶液中，邊攪拌邊超聲分散處理，制得改性貝殼粉水分散體； (2)膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備 采用常規方式在煉膠機上對天然橡膠進行適當塑煉，然后在不斷攪拌條件下將上述的改性貝殼粉水分散體均勻地混合到乳狀天然橡膠中，得到膠乳狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料； 或者采用非離子表面活性劑平平加O-脂肪醇聚氧乙烯醚和去離子水對濃縮天然膠乳進行穩定和稀釋，然后在不斷攪拌條件下將改性貝殼粉水分散體均勻地混合到膠乳； (3)干膠狀態的貝殼粉-天然橡膠復合材料的制備 按中國標準橡膠常規加工工藝將該復合材料進一步通過凝固、壓片、洗滌、干燥，得到干膠狀態的貝殼粉-天...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾宗強，余和平，彭政，崔麗虹，黃茂芳，劉宏超，
申請(專利權)人：中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，
類型：發明
國別省市：
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