一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域和加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]芳綸短纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的關(guān)系呈現(xiàn)獨(dú)特之處，但是芳綸短纖維本身未經(jīng)過表面處理，直接將芳綸短纖維加入到橡膠基體中，芳綸短纖維在橡膠基體中很難分散均勻，因此會(huì)對(duì)芳綸短纖維橡膠復(fù)合材料性能影響較大。
[0003]針對(duì)芳綸漿柏纖維獨(dú)特的超細(xì)短纖維微觀結(jié)構(gòu)和纖維比表面積巨大、表面極性基團(tuán)多、靜電傾向大的特征，對(duì)芳綸漿柏纖維表面預(yù)分散處理技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，北京化工大學(xué)吳衛(wèi)東發(fā)明了基于潤滑滲透隔離原理的“芳綸短纖維預(yù)處理方法”發(fā)明專利(中國專利申請(qǐng)?zhí)?ZL200510083844.8)。該專利對(duì)芳綸短纖維纖維表面進(jìn)行改性預(yù)分散處理，得到在橡膠基質(zhì)中纖維分散程度不同的芳綸短纖維預(yù)分散體，這種芳綸短纖維預(yù)分散體是一種性能優(yōu)異的橡膠模量增強(qiáng)改性材料，但是這種芳綸短纖維預(yù)分散體的缺點(diǎn)是其中的助劑含量過尚，對(duì)橡膠制品制備和加工都有一定的影響。
[0004]USP4263184專利公開了一種將短纖維和橡膠膠乳共沉形成均一的短纖維預(yù)分散體。將短纖維與適當(dāng)比例的膠乳和水混合，攪拌使其形成均一的懸浮液，然后再在高速攪拌下，加入一定濃度的電解質(zhì)溶液使膠乳發(fā)生凝聚而包覆在短纖維表面制得短纖維預(yù)分散體。在懸浮體中還可以加入粘合劑、增塑劑、抗氧劑等來制得不同類型的預(yù)處理短纖維。GB2138430A和USP4543377也提出類似的方法。該方法預(yù)處理的短線纖維有很好的分散性，但是對(duì)粘合性能改善甚少，因?yàn)樵谀圻^程粘合劑很難浸潤到纖維表面上發(fā)生作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方及制備方法，以滿足芳綸短纖維能夠有效的增強(qiáng)所分散的橡膠基體。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明公開了一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方，配方按照以下組分及含量配制而成:芳綸短纖維30-60份、隔離分散劑5-10份、增塑劑5-10份、橡膠基體10-30份，芳綸短纖維為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維或加入第三單體的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、長度在0.3-6mm、直徑在1_20 μπι，隔離分散劑為納米玻璃微珠、納米黏土、白炭黑、炭黑中的一種或幾種，增塑劑為石蠟油、芳烴類油劑、環(huán)烷油劑、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或幾種，橡膠基體為三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、天然橡膠中的一種或幾種。
[0007]優(yōu)選的，隔離分散劑粒徑大小為100-500nm。
[0008]本發(fā)明還公開了一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備方法，采用上述配方制備，工藝過程如下:
[0009]原料預(yù)混:按重量份稱取芳綸短纖維、隔離分散劑、增塑劑和橡膠基體，在混合機(jī)中120-150°C預(yù)混合10-20分鐘，得到預(yù)混料；
[0010]混合料密煉:取預(yù)混料加入原料中相應(yīng)的橡膠基體合計(jì)100份，在密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行混合，混合時(shí)間10-20分鐘；
[0011]擠出造粒:經(jīng)過螺桿煉膠機(jī)分散、擠出、造粒、包裝，即完成了預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1.本發(fā)明通過選擇了合適的隔離分散劑和增塑劑使芳綸短纖維能夠均勻的分散在橡膠基體中，使芳綸短纖維能夠有效的增強(qiáng)所分散的橡膠基體。
[0014]2.經(jīng)過合理優(yōu)化生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程對(duì)芳綸短纖維纖維損壞性較小，纖維長徑比保持率高，過程不使用任何的有機(jī)溶劑，無煙、無氣味產(chǎn)生，無污染，操作簡單易控制，設(shè)備成本低，易于工業(yè)化推廣。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備方法
[0019]原料預(yù)混:將芳綸短纖維30份、環(huán)烷油10份和納米黏土 10份，天然橡膠30份加入到混合機(jī)內(nèi)溫度控制在120°C，在混合機(jī)10分鐘，即得到預(yù)混料。
[0020]混合料密煉:將改性好的芳綸短纖維復(fù)合物80份與20份的天然橡膠基體在密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行預(yù)混合，混合時(shí)間10分鐘，即得到芳綸短纖維含量為30%的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠。
[0021]擠出造粒:將混合料密煉:制備的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠再經(jīng)過螺桿煉膠機(jī)分散、擠出、造粒、包裝，即完成了預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備。
[0022]實(shí)施例2
[0023]原料預(yù)混:將芳綸短纖維40份、環(huán)烷油10份和白炭黑5份，天然橡膠20份加入到混合機(jī)內(nèi)溫度控制在150°C，混合15分鐘，即得到經(jīng)過預(yù)混料。
[0024]混合料密煉:將改性好的芳綸短纖維復(fù)合物75份與25份的天然橡膠基體在密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行預(yù)混合，混合時(shí)間15分鐘，即得到芳綸短纖維含量為40%的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠。
[0025]擠出造粒:將混合料密煉:制備的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠再經(jīng)過螺桿煉膠機(jī)分散、擠出、造粒、包裝，即完成了預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備。
[0026]實(shí)施例3
[0027]原料預(yù)混:將芳綸短纖維50份、鄰苯二甲酸二辛酯10份和白炭黑5份，NBR橡膠15份加入到混合機(jī)內(nèi)溫度控制在1230°C，混合20分鐘，即得到經(jīng)過預(yù)混料。
[0028]混合料密煉:將改性好的芳綸短纖維復(fù)合物75份與25份的NBR橡膠基體在密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行預(yù)混合，混合時(shí)間20分鐘，即得到芳綸短纖維含量為40%的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠。
[0029]擠出造粒:制備的預(yù)分散的芳綸短纖維母膠再經(jīng)過螺桿煉膠機(jī)分散、擠出、造粒、包裝，即完成了預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方，其特征在于，所述的配方按照以下組分及含量配制而成:芳綸短纖維30-60份、隔離分散劑5-10份、增塑劑5-10份、橡膠基體10-30份，所述的芳綸短纖維為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維或加入第三單體的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、長度在0.3-6mm、直徑在1_20 μ m，所述的隔離分散劑為納米玻璃微珠、納米黏土、白炭黑、炭黑中的一種或幾種，所述的增塑劑為石蠟油、芳烴類油劑、環(huán)烷油劑、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸丁芐酯中的一種或幾種，所述的橡膠基體為三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、天然橡膠中的一種或幾種。2.如權(quán)利要求1所述的一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方，其特征在于:所述的隔離分散劑粒徑大小為100-500nm。3.一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的配方制備，工藝過程如下: 原料預(yù)混:按重量份稱取芳綸短纖維、隔離分散劑、增塑劑和橡膠基體，在混合機(jī)中120-150°C預(yù)混合10-20分鐘，得到預(yù)混料； 混合料密煉:取預(yù)混料加入原料中相應(yīng)的橡膠基體合計(jì)100份，在密閉式煉膠機(jī)上進(jìn)行混合，混合時(shí)間10-20分鐘； 擠出造粒:經(jīng)過螺桿煉膠機(jī)分散、擠出、造粒、包裝，即完成了預(yù)分散芳綸短纖維母粒的制備。
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域和加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種預(yù)分散芳綸短纖維母粒的配方及制備方法，通過選擇了合適的隔離分散劑和增塑劑使芳綸短纖維能夠均勻的分散在橡膠基體中，使芳綸短纖維能夠有效的增強(qiáng)所分散的橡膠基體；優(yōu)化生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程對(duì)芳綸短纖維纖維損壞性較小，纖維長徑比保持率高，過程不使用任何的有機(jī)溶劑，無煙、無氣味產(chǎn)生，無污染，操作簡單易控制，設(shè)備成本低，易于工業(yè)化推廣；克服了傳統(tǒng)改性效果差，產(chǎn)品性質(zhì)不均一的缺陷。
【IPC分類】C08L7/00, C08L91/00, C08K5/12, C08L9/02, C08K3/34, C08K3/36, C08L77/10
【公開號(hào)】CN105418988
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510828324
【發(fā)明人】朱新軍, 吳衛(wèi)東
【申請(qǐng)人】黑龍江弘宇短纖維新材料股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日