專利名稱：軟質(zhì)橡膠鞋底用高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非金屬礦礦物材料及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軟質(zhì)橡膠鞋底 用高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
炭黑和白炭黑作為最常用的橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，有著很好的補(bǔ)強(qiáng)效果，在工業(yè)上很難找 到一種完全能夠替代它們的補(bǔ)強(qiáng)填料，然而，這兩種補(bǔ)強(qiáng)劑在工業(yè)應(yīng)用中也存在著一定的 問題，例如，價(jià)格的昂貴，使得填充后橡膠成本的大幅上升；由于顆粒的細(xì)小，在橡膠中分散 困難以及價(jià)格的原因，通常填充量不會太高。因此尋找價(jià)廉物美的替代或部分替代炭黑和 白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)劑已成為必然。高嶺土是填料領(lǐng)域中常用的礦物原料。目前高嶺土作為填料的研究，以低填充份 數(shù)和填充至天然橡膠的研究居多，也有在實(shí)驗(yàn)室利用過于復(fù)雜的工藝和加工方法對高嶺土 進(jìn)行改性后對橡膠進(jìn)行填充研究。這些研究成果在工業(yè)上由于成本過高、物理機(jī)械性能指 標(biāo)不如炭黑白炭黑等補(bǔ)強(qiáng)劑，或者應(yīng)用技術(shù)上的障礙而難以實(shí)現(xiàn)。高嶺土的主要功能是在 加工改性后可以達(dá)到對復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)的作用，其加工改性效果的好壞和高嶺土 /橡膠配方 的好壞直接影響著高嶺土/橡膠的物理機(jī)械性能。改性高嶺土作為填料制備丁苯橡膠橡膠鞋底，可以達(dá)到在填料上替代昂貴的炭 黑、白炭黑，利用廉價(jià)的丁苯橡膠用于橡膠鞋底的生產(chǎn)。目前，用改性高嶺土作為橡膠補(bǔ)強(qiáng) 填料研究的專利有主要針對的是煤系高嶺土，例如(1)嚴(yán)春杰等公開了一種丁基膠塞用煅燒高嶺土的制備工藝(申請?zhí)?200710052951)，它是將煤系高嶺土經(jīng)過洗礦、顎破粗碎、機(jī)械磨超細(xì)，然后與尿素混合，在 煅燒窯中煅燒。可以達(dá)到小于Mm所占質(zhì)量比例大于80%、白度大于82的丁基膠塞用煅 燒用高嶺土產(chǎn)品。(2)劉欽甫等公開了一種具有補(bǔ)強(qiáng)和阻隔雙重性能的高嶺土 /橡膠納米復(fù)合材料 (申請?zhí)?200810172372)，該方法是將一種納米高嶺土粉體與橡膠共混，添加各種配合劑， 制備同時(shí)具有增強(qiáng)和氣體阻隔性能的高嶺土 /橡膠納米復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有良好的 拉伸強(qiáng)度、定伸強(qiáng)度、彈性和伸長率，其透氣率與純膠相比降低了 30-80%。(3)程先中等公開的用煤系高嶺土制備丁基橡膠瓶塞補(bǔ)強(qiáng)填料的方法(專利申請 號為200510018202. X)，該方法是將選礦、洗礦后、粗碎，在粗碎后的煤系高嶺土礦石中拌入 活性增白劑；將加入活性增白劑后的煤系高嶺土礦石超細(xì)粉碎后裝入匣缽?fù)ㄟ^窯車送入燃 燒隧道高溫煅燒，煅燒后的煤系高嶺土再添加表面改性劑送入解聚機(jī)粉碎得到成品。上述制備高嶺土的方法都是采用工藝較為復(fù)雜和成本較高的煅燒高嶺土改性、填 充或納米化化改性填充。只能用于對于質(zhì)量要求較高的橡膠制品，而對于質(zhì)量要求一般的 橡膠鞋底填料及橡膠的選用，則要考慮一般的工業(yè)化流程對高嶺土進(jìn)行加工改性，以及選 用價(jià)格相對低廉的橡膠作為母料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合工業(yè)生產(chǎn)的高嶺土 / 丁苯橡膠復(fù)合材料的制備 方法，其制備的高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料可以達(dá)到軟質(zhì)橡膠鞋底的物理機(jī)械性能要求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是 本發(fā)明提供的軟質(zhì)橡膠鞋底用高嶺土 / 丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其包括高 嶺土的加工、改性處理的藥劑種類和復(fù)配的藥劑制度及高嶺土/丁苯橡膠的硫化配方，具 體是采用包括以下步驟的方法(1)高嶺土的過篩分級或分級后磨剝將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿除砂后用325目(45 μ m)篩子分級，取_45 μ m的高嶺土產(chǎn) 品，或者，繼續(xù)窄級別分級至5 10 μ m、10 20 μ m和30 45 μ m ；將-45 μ m級別高嶺土 磨剝，得到_2 μ m含量彡96%的高嶺土產(chǎn)品；將30 45 μ m級別高嶺土磨剝，得到-10 μ m 含量>80%的高嶺土產(chǎn)品。在磨剝過程時(shí)，可以將-45 μ m高嶺土產(chǎn)品以質(zhì)量濃度65 %進(jìn)入攪拌磨剝片，其 中加入高嶺土質(zhì)量2%的聚丙烯酸鈉分散劑，得到-2μπι含量> 96%的高嶺土產(chǎn)品；利用 沉降分級，得到30 45 μ m粒級范圍的高嶺土。在磨剝過程時(shí)，可以將30 45 μ m高嶺土產(chǎn)品以質(zhì)量濃度50%進(jìn)入攪拌磨超細(xì)， 其中，加入高嶺土質(zhì)量3%的聚丙烯酸鈉分散劑磨礦，得到- ο μ m含量> 80 %的高嶺土產(chǎn)
P
ΡΠ O(2)改性處理的藥劑種類和復(fù)配的藥劑制度將-45 μ m的高嶺土或分級后磨剝的高嶺土產(chǎn)品，在采用十六烷基三甲基溴化銨、 r_巰丙基三乙氧基硅烷改性劑和分析純硬脂酸的作用下，利用高速攪拌機(jī)進(jìn)行干法改性， 得到改性高嶺土。干法改性的工藝條件為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 r_巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% 3%的分析純硬脂酸；維持80-100°C之間改性溫度，繼續(xù)攪拌18 22min，得到改性高嶺土。(3)填充配方將上述改性高嶺土作為填料，按以下配方填充至丁苯橡膠中，得到混煉的復(fù)合材 料丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N-異丙基-N'-苯基對苯二胺 1份，改性高嶺土 40-70份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7份，促 進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulf ide2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四甲基秋 蘭姆0.1份，硫磺1.5份。(4)硫化將混煉的復(fù)合材料，在硫化溫度145 150°C、硫化時(shí)間7 9min、硫化壓力15MPa 下，在0. 25兆牛半自動壓力成型機(jī)上進(jìn)行硫化，得到橡膠鞋底用高嶺土 / 丁苯橡膠復(fù)合材 料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下主要的優(yōu)點(diǎn)(1)利用工業(yè)生產(chǎn)提純軟質(zhì)高嶺土，表面改性過程簡單易行，所用改性藥劑常見， 成本較低，產(chǎn)品達(dá)到微米級，因而利于推廣應(yīng)用；
(2)高嶺土填充丁苯橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)，填充過程簡單，只用簡單的混煉及硫化成 型；(3)高份數(shù)填充丁苯橡膠過程中沒有加入白炭黑、炭黑等昂貴的補(bǔ)強(qiáng)劑；(4)填充后的高嶺土 / 丁苯橡膠可以達(dá)到軟質(zhì)橡膠鞋底的物理機(jī)械性能要求?？傊?，本發(fā)明工藝簡單，制備出的復(fù)合材料成本低廉，其性能達(dá)到鞋底用的國標(biāo)要 求，可以運(yùn)用到普通的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)中。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的軟質(zhì)橡膠鞋底用高嶺土 / 丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其步驟包 括(1)將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿后，用325目篩子分級；然后將-45 ym產(chǎn)品濃縮脫水 至質(zhì)量濃度65 %，進(jìn)入攪拌磨超細(xì)粉碎，同時(shí)加入占干礦重量2 %的DC (聚丙烯酸鈉)分散 劑磨礦，得到-2 y m含量所占質(zhì)量比例大于96%的超細(xì)產(chǎn)品后取出，抽濾烘干。(2)利用沉降分級法，得到5-lOym粒級范圍的高嶺土，抽濾烘干。(3)利用沉降分級法，得到得到30-45 iim粒級范圍的高嶺土，加入2%的DC(聚丙 烯酸鈉)分散劑，在攪拌磨中控制質(zhì)量濃度50%磨礦，得到-10 ym含量所占質(zhì)量比例達(dá)到 80 %的產(chǎn)品后取出，抽濾烘干。(4)將沉降分級或磨剝后的干燥后的高嶺土，在高速攪拌機(jī)中加入藥劑干法改性。 改性處理藥劑種類和復(fù)配的藥劑制度如下加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2% -3%的分析純硬脂酸；維持80-100°C改性溫度，18-22min后取出，得到改性高嶺土。(5)將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中，研究的配方如下丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基對苯 二胺1份，改性高嶺土 40-70份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0. 1份，硫磺1. 5份。硫化溫度145-150°C、硫化時(shí)間7-9min、硫化壓力15MPa。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容包括而不限于下面的實(shí)施 例。實(shí)施例1 將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿后，用325目(45 ym)篩子分級；然后將-325目產(chǎn)品濃縮 脫水至質(zhì)量濃度65%，進(jìn)入攪拌磨超細(xì)粉碎，同時(shí)加入占干礦重量2%的DC(聚丙烯酸鈉) 分散劑磨礦，得到-2 ym含量所占質(zhì)量比例大于96%的超細(xì)產(chǎn)品，烘干。將磨剝后的高嶺 土加入高速攪拌機(jī)中加入藥劑干法改性。改性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到 70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C 時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C 時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的分析純硬脂酸；維持80-100°C改性溫度20min后取出改性高嶺土 干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基對苯二胺1份，改性高嶺土 60份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C，硫化時(shí)間8min，硫化壓力15MPa。 利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999)和中華人民共和國 國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠耐磨性能的測定》(G/T 1689-1998)測試橡膠的物理機(jī)械性能為最大載荷219. 69N ；抗拉強(qiáng)度15. 55MPa ；300%定伸應(yīng)力2. 70MPa ；斷裂伸長 率1854. 81% ； IMPa定應(yīng)力伸長率45· 04% ；斷裂強(qiáng)度15. 27MPa ；撕裂強(qiáng)度30. 06kN/m ； 永久變形42.00%;邵爾硬度A :68度；密度1. 12Mg/m3 ；磨耗量:0.64cm3。達(dá)到了《橡膠鞋 底》(HG/T 3082-1999)的國標(biāo)物理機(jī)械性能要求。實(shí)施例2 利用沉降分級得到5-10 μ m高嶺土，抽濾烘干。將分級后的高嶺土加入高速攪拌 機(jī)中加入藥劑干法改性。改性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的分析純硬脂酸；維持80-100°C改性溫度20min后取出改性高嶺土干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N-異丙基-N'-苯基 對苯二胺1份，改性高嶺土 60份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C、硫化時(shí)間8min、硫化壓力15MPa。利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999)和中華人民共和國 國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠耐磨性能的測定》(G/T 1689-1998)測試橡膠的物理機(jī)械性能為最大載荷125· 38N ；抗拉強(qiáng)度8· 94MPa ；300%定伸應(yīng)力2· 52MPa ；斷裂伸長率 1339. 00% ； IMPa定應(yīng)力伸長率83. 08% ；斷裂強(qiáng)度6. 79MPa ；撕裂強(qiáng)度25. 77kN/m ；永久 變形25. 07% ；邵爾硬度A 66度；密度1. 12Mg/m3 ；磨耗量0. 70cm3。達(dá)到了《橡膠鞋底》 (HG/T 3082-1999)的國標(biāo)物理機(jī)械性能要求。實(shí)施例3 利用325目(45μπι)篩子將高嶺土分級，利用沉降分級法，得到得到30_45 μ m粒 級范圍的高嶺土，抽濾烘干。將分級后的高嶺土加入攪拌機(jī)中加入一定量的DC(聚丙烯酸 鈉)分散劑磨剝，磨剝一定的時(shí)間后，產(chǎn)品達(dá)到-IOym含量80%時(shí)取出，抽濾烘干。將分級 后剝片高嶺土加入高速攪拌機(jī)中加入藥劑干法改性。改性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng) 溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá) 到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的分析純硬脂酸；維持80-100°C改性溫度20min后取出改性高 嶺土干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基 對苯二胺1份，改性高嶺土 60份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C、硫化時(shí)間8min、硫化壓力15MPa。利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999)和中華人民共和國 國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠耐磨性能的測定》(G/T 1689-1998)測試橡膠的物理機(jī)械性能為最大載荷148. 79N ；抗拉強(qiáng)度10. 57MPa ；300%定伸應(yīng)力3. 49MPa ；斷裂伸長 率1412. 95% ；IMPa定應(yīng)力伸長率45. 34% ；斷裂強(qiáng)度8. 98MPa ；撕裂強(qiáng)度25. 18kN/m ； 永久變形:54.40%;邵爾硬度A:69度；密度1. 18Mg/m3 ；磨耗量0. 81cm3。達(dá)到了《橡膠鞋 底》(HG/T 3082-1999)的國標(biāo)物理機(jī)械性能要求。實(shí)施例4 利用沉降分級得到10-20 ym高嶺土，抽濾烘干。將分級后的高嶺土加入高速攪 拌機(jī)中加入藥劑干法改性。改性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì) 量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%的分析純硬脂酸；維持80-100°C改性溫度20min后取出改性高嶺土干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基 對苯二胺1份，改性高嶺土 60份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C、硫化時(shí)間8min、硫化壓力15MPa。利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999)測試橡膠的物理機(jī) 械性能為最大載荷77. 21N ；抗拉強(qiáng)度5. 45MPa ；300%定伸應(yīng)力2. 40MPa ；斷裂伸長率 994. 54%;lMPa定應(yīng)力伸長率87. 57% ；斷裂強(qiáng)度3. 19MPa ；撕裂強(qiáng)度17. 03kN/m ；永久變 形19. 33% ；邵爾硬度A:60度。實(shí)施例5 將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿后，用325目(45 ym)篩子分級后加入藥劑干法改性。改 性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲 基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)的r-巰丙基三乙氧基硅 烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的分析純硬脂酸；維持80-10(TC改性溫度20min后取出改性高嶺土干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基 對苯二胺1份，改性高嶺土 70份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C、硫化時(shí)間8min、硫化壓力15MPa。利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999) (G/T 1689-1998) 測試橡膠的物理機(jī)械性能為最大載荷99. 56N ；抗拉強(qiáng)度7. 03MPa ；300%定伸應(yīng)力2. 46MPa ；斷裂伸長率 1260. 33% ；IMPa定應(yīng)力伸長率72. 53% ；斷裂強(qiáng)度5. 61MPa ；撕裂強(qiáng)度24. 56kN/m ；永久 變形27. 17% ；邵爾硬度A 63度。實(shí)施例6 將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿后，用325目(45 ym)篩子分級后加入藥劑干法改性。改 性具體過程為加熱攪拌高嶺土，當(dāng)溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲 基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷 改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2. 5%的分析純硬脂酸；維持 80-10(TC改性溫度20min后取出改性高嶺土干燥。按下述配方及硫化工藝將改性高嶺土作為填料加入丁苯橡膠中配方丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N_異丙基-苯基 對苯二胺1份，改性高嶺土 60份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidinel. 7 份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2' -Dibenzothiazyl disulfide 2. 4份，促進(jìn)劑二硫化四 甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份。硫化工藝硫化溫度145°C、硫化時(shí)間8min、硫化壓力15MPa。利用上述方法將高嶺土加工改性后填充至丁苯橡膠中，利用中華人民共和國國家 標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》(GB/T 528-1998)、中華人民共和 國國家標(biāo)準(zhǔn)《硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強(qiáng)度的測定》(GB/T 529-1999)測試橡膠的物理機(jī) 械性能為最大載荷87. 30N ；抗拉強(qiáng)度6. 30MPa ；300%定伸應(yīng)力2. 27MPa ；斷裂伸長率 1223. 90% ；IMPa定應(yīng)力伸長率85. 52% ；斷裂強(qiáng)度3. 34MPa ；撕裂強(qiáng)度18. 25kN/m ；永久 變形17. 47% ；邵爾硬度A:61度。實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的設(shè)備及儀器包括ZJM_20型攪拌磨、GH-10DY型用高速混合機(jī)、 X(S)K-160開放式煉膠機(jī)、0. 25兆牛半自動壓力成型機(jī)、CP-25型切片機(jī)、測厚計(jì)、LX-A型邵 氏橡膠硬度計(jì)、RGD-5電子拉力試驗(yàn)機(jī)。
權(quán)利要求
一種軟質(zhì)橡膠鞋底用高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征是采用包括以下步驟的方法(1)高嶺土的過篩分級或分級后磨剝將高嶺土原礦經(jīng)過搗漿除砂后用篩子分級，取-45μm的高嶺土產(chǎn)品，或者，繼續(xù)窄級別分級至5～10μm、10～20μm和30～45μm；將-45μm級別高嶺土磨剝，得到-2μm含量≥96％的高嶺土產(chǎn)品；將30～45μm級別高嶺土磨剝，得到-10μm含量≥80％的高嶺土產(chǎn)品；(2)改性處理將-45μm的高嶺土或分級后磨剝的高嶺土產(chǎn)品，在采用十六烷基三甲基溴化銨、r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑和分析純硬脂酸的作用下，利用高速攪拌機(jī)進(jìn)行干法改性，得到改性高嶺土；(3)填充將上述改性高嶺土作為填料，按以下配方填充至丁苯橡膠中，得到混煉的復(fù)合材料丁苯橡膠100份，ZnO 5份，工業(yè)級硬脂酸2份，防老劑N-異丙基-N′-苯基對苯二胺1份，改性高嶺土40-70份，古馬龍樹脂15份，促進(jìn)劑二苯胍Diphenyl guanidine1.7份，促進(jìn)劑二硫化二苯駢噻唑2，2′-Dibenzothiazyl disulfide2.4份，促進(jìn)劑二硫化四甲基秋蘭姆0.1份，硫磺1.5份；(4)硫化處理將混煉的復(fù)合材料，在硫化溫度145～150℃、硫化時(shí)間7～9min、硫化壓力15MPa下，進(jìn)行硫化得到橡膠鞋底用高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是在磨剝過程時(shí)，將-45u m高嶺土產(chǎn) 品以質(zhì)量濃度65%進(jìn)入攪拌磨剝片，其中加入高嶺土質(zhì)量2%的聚丙烯酸鈉分散劑，得 到-2iim含量彡96%的高嶺土產(chǎn)品；利用沉降分級，得到30 45 y m粒級范圍的高嶺土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是在磨剝過程時(shí)，將30 45y m高嶺土產(chǎn) 品以質(zhì)量濃度50%進(jìn)入攪拌磨超細(xì)，其中，加入高嶺土質(zhì)量3%的聚丙烯酸鈉分散劑磨礦， 得到-10 u m含量彡80%的高嶺土產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是干法改性的工藝是加熱攪拌高嶺土，當(dāng) 溫度達(dá)到70°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 5%的十六烷基三甲基溴化銨；繼續(xù)加熱攪拌，當(dāng)溫度達(dá) 到85°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 %的r-巰丙基三乙氧基硅烷改性劑；繼續(xù)加熱攪拌，在溫度達(dá)到 90°C時(shí)，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% -3%的分析純硬脂酸；維持80 100°C之間改性溫度，繼續(xù)攪 拌18 22min，得到改性高嶺土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是將混煉好的復(fù)合材料在0.25兆牛半自動 壓力成型機(jī)進(jìn)行硫化。
全文摘要
本發(fā)明涉及軟質(zhì)橡膠鞋底用高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其步驟包括高嶺土的篩分分級和分級后磨剝、改性處理、填充、硫化處理，具體是將高嶺土過篩分級后取45μm以下高嶺土或者繼續(xù)窄級別分級至5～10μm、10～20μm和30～45μm，再將-45μm級別高嶺土磨剝至-2μm含量96％，將30～45μm的高嶺土磨剝至-10μm含量80％；將分級或者分級剝片后的高嶺土在高速攪拌機(jī)中改性處理得到改性的高嶺土填料；將改性的高嶺土按配方填充至丁苯橡膠中，制得高嶺土/丁苯橡膠復(fù)合材料，其性能達(dá)到軟質(zhì)橡膠鞋底的物理機(jī)械性能要求。本發(fā)明制備的產(chǎn)品成本低廉，可以運(yùn)用到普通的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)中。
文檔編號C08L9/06GK101875733SQ20091027288
公開日2010年11月3日 申請日期2009年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者曾偉能, 楊增良, 林浩, 管俊芳, 高惠民 申請人:武漢理工大學(xué);茂名高嶺科技有限公司