一種碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品。
【背景技術(shù)】
[0002]帶骨架的橡膠制品是由不同化學(xué)性質(zhì)的材料或不同組織相的物體，經(jīng)加工而組合成的復(fù)合體，常見(jiàn)帶骨架的橡膠制品有減震器、擺臂襯套、橡膠履帶、輸送帶等。通過(guò)復(fù)合并用不同的材料一一橡膠、骨架材料、配合劑和粘接劑等，達(dá)到克服單一材料的某些缺點(diǎn)，以利產(chǎn)品發(fā)揮綜合性能，滿(mǎn)足實(shí)際使用要求。橡膠與骨架材料間化學(xué)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能存在巨大差異，導(dǎo)致界面粘接性能差，進(jìn)而影響帶骨架橡膠制品的使用性能。
[0003]目前常見(jiàn)的處理方法是提高完善骨架材料的制造和加工處理技術(shù)、骨架品種更新、提高粘接劑性能等。但是，隨著科技的進(jìn)步，橡膠制品使用條件越來(lái)越嚴(yán)苛，因此對(duì)橡膠制品的性能要求越來(lái)越高。因此，如何在提升帶骨架橡膠制品各部位性能的同時(shí)不影響甚至于提高界面粘接強(qiáng)度是提高帶骨架橡膠制品整體性能的關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種特殊形貌碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，在帶骨架橡膠制品所有橡膠部分及粘接劑部分加入特殊形貌的碳納米管。
[0005]本發(fā)明提供的一種碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其包括橡膠部件和骨架部件，橡膠部件與骨架部件之間由粘結(jié)劑相連接，所述橡膠部件的和粘結(jié)劑都分別添加有碳納米管。
[0006]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碳納米管表面積的70%以上都覆蓋/長(zhǎng)有1-lOOnm的碳顆粒，優(yōu)選為碳納米管表面積的40%以上都覆蓋/長(zhǎng)有l(wèi)-100nm的碳顆粒;更優(yōu)選該，碳納米管表面積的5%以上都覆蓋/長(zhǎng)有l(wèi)-100nm的碳顆粒。
[0007]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，所述碳顆粒為球形、片狀、樹(shù)枝狀。
[0008]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管外徑為5-100nm，長(zhǎng)度為1-20微米。
[0009]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管的在橡膠部件中的添加量為0.1-40:100重量份，優(yōu)選碳納米管的在橡膠部件中的添加量為1-10:100重量份。
[0010]本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案中，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-20:100重量份，優(yōu)選地，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-5:100重量份，更優(yōu)選地，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-2: 100重量份。
[0011]所述骨架部件為金屬部件、尼龍部件、芳綸部件。優(yōu)選地，帶骨架橡膠制品包括但不限為汽車(chē)輪胎、減震器、擺臂襯套。
[0012]所述汽車(chē)輪胎包括橡膠部件和骨架材料，橡膠部件包括胎面、胎肩、胎側(cè)、胎體，橡膠部件與骨架之間由粘結(jié)劑相連接。且所述橡膠包括天然橡膠和合成橡膠。
[0013]本發(fā)明的碳納米管由CVD法制備得到，可以由如專(zhuān)利申請(qǐng)CN103864050A公開(kāi)的制備碳材料的方法制備得到，當(dāng)然還可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的或可以想到的其它方法制備得到。
[0014]上述碳納米管與傳統(tǒng)碳納米管的形貌明顯不同:該碳納米管的表面長(zhǎng)有大量納米碳顆粒，明顯增加了單根碳納米管的外比表面積，顯著增強(qiáng)了碳納米管與橡膠的相親性。
[0015]本發(fā)明是提供一種碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，通過(guò)在帶骨架橡膠制品所有橡膠部分及粘接劑部分添加特殊形貌的碳納米管，以期提高橡膠制品界面間粘接強(qiáng)度、耐高溫、抗靜電性能。上述碳納米管與傳統(tǒng)碳納米管的形貌明顯不同:該碳納米管的表面長(zhǎng)有大量納米碳顆粒，明顯增加了單根碳納米管的外表面積，顯著增強(qiáng)了碳納米管與橡膠的相親性。該碳納米管在橡膠部分及界面間相互穿插，在帶骨架橡膠制品中形成一體式的導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)，可有效分散使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及應(yīng)力，提高帶骨架橡膠制品的使用強(qiáng)度與散熱能力，延長(zhǎng)帶骨架橡膠制品的使用壽命。同時(shí)，部分碳納米管在界面間形成剛性觸點(diǎn)，可阻止界面間的相對(duì)滑移，提高界面粘接強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)使用性能。
[0016]本發(fā)明制備得到的帶骨架橡膠制品散熱性能好、使用強(qiáng)度大、粘接強(qiáng)度高、使用安全性?xún)?yōu)異、使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所用的碳納米管的SEM照片。
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所用的碳納米管的TEM照片。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例方法制備的帶骨架橡膠制品剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，2為橡膠部分，1骨架部分，3為粘結(jié)界面，4為添加的碳納米管。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的圓柱形橡膠減震器中橡膠部分的掃描電子顯微鏡SEM照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0022]實(shí)施例1
[0023]在本實(shí)施例中，舉例說(shuō)明將特殊形貌的碳納米管添加到圓柱形橡膠減震器中。
[0024](1)制備母煉膠:按照一般橡膠加工工藝將3份特殊形貌的碳納米管加入到100份橡膠中，得到母煉膠；
[0025](2)制備粘接劑:將0.5份碳納米管加入100份粘接劑中；
[0026](3)成型:在金屬骨架表面涂覆一層加入特殊形貌碳納米管的粘接劑，將金屬骨架放入模具中，將橡膠壓注到模具中，硫化；
[0027](4)得到碳納米管增強(qiáng)的圓柱形橡膠減震器。
[0028]實(shí)施例1所得的圓柱形橡膠減震器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，碳納米管在帶骨架橡膠制品中形成一體式導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)絡(luò)，可有效防止應(yīng)力的集中；在界面間形成剛性觸點(diǎn)，可有效防止界面間的相對(duì)滑移，提高界面間粘接強(qiáng)度。碳納米管自身具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的作用，特殊形貌的碳納米管加入到橡膠與粘接劑中，可提高減震器的導(dǎo)熱性能、降低減震器的電阻、提高減震器的動(dòng)態(tài)使用性能。
[0029]測(cè)試表明，特殊形貌碳納米管增強(qiáng)的減震器橡膠部分的導(dǎo)熱系數(shù)為普通減震器的1.3倍;界面剝離性能是普通減震器的1.5倍。
[0030]在本實(shí)施例中，舉例說(shuō)明將特殊形貌的碳納米管添加到擺臂襯套中。
[0031 ] (1)制備母煉膠:按照一般橡膠加工工藝將1份特殊形貌的碳納米管加入到100份天然橡膠配方中，得到母煉膠；
[0032](2)制備粘接劑:將0.5份碳納米管加入100份粘接劑中；
[0033](3)成型:在金屬骨架表面涂覆一層加入特殊形貌碳納米管的粘接劑，將金屬骨架放入模具中，將橡膠壓注到模具中，硫化；
[0034](4)得到碳納米管增強(qiáng)的擺臂襯套。
[0035]測(cè)試表明，特殊形貌碳納米管增強(qiáng)的擺臂襯套橡膠部分的撕裂強(qiáng)度為普通擺臂襯套的1.7倍;扯斷伸長(zhǎng)率為普通擺臂襯套的1.5倍。
[0036]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)例的限制，上述實(shí)例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其包括橡膠部件和骨架部件，橡膠部件與骨架部件之間由粘結(jié)劑相連接，其特征在于，所述橡膠部件的和粘結(jié)劑都分別添加有碳納米管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，所述碳納米管表面積的70 %以上都長(zhǎng)有1 -1 OOnm的碳顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，所述碳納米管表面積的40%以上都長(zhǎng)有l(wèi)-100nm的碳顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，碳納米管表面積的5 %以上都長(zhǎng)有1 -1 OOnm的碳顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，所述碳顆粒為球形、片狀、樹(shù)枝狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，所述骨架部件為金屬部件、尼龍部件、芳綸部件。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，碳納米管外徑為2-100nm，長(zhǎng)度為1-30微米。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，碳納米管的在橡膠部件中的添加量為0.1-40:100重量份。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，碳納米管的在粘結(jié)劑中的添加量為0.1-20: 100重量份。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其特征在于，帶骨架橡膠制品為汽車(chē)輪胎、減震器、擺臂襯套。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳納米管增強(qiáng)的帶骨架橡膠制品，其包括橡膠部件和骨架部件，橡膠部件與骨架部件之間由粘結(jié)劑相連接，所述橡膠部件的和粘結(jié)劑都分別添加有碳納米管。該碳納米管在橡膠部分及界面間相互穿插，在帶骨架橡膠制品中形成一體式的導(dǎo)熱與應(yīng)力分散網(wǎng)，可有效分散使用過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及應(yīng)力，提高帶骨架橡膠制品的使用強(qiáng)度與散熱能力，延長(zhǎng)帶骨架橡膠制品的使用壽命。同時(shí)，部分碳納米管在界面間形成剛性觸點(diǎn)，可阻止界面間的相對(duì)滑移，提高界面粘接強(qiáng)度。碳納米管的加入可提高帶骨架橡膠制品的電導(dǎo)率，有效防止使用過(guò)程中靜電的產(chǎn)生。
【IPC分類(lèi)】C09J11/04, C08L7/00, C08K3/04, C08J5/12, C08K7/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105461977
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510922110
【發(fā)明人】趙海靜, 李紅, 董明
【申請(qǐng)人】蘇州第一元素納米技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日