Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及弹性体复合材料，具体为Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料及其制备方法，解决现有的磁性弹性体复合材料磁性粒子分散不均匀、掺杂量小、易团聚、磁性能与机械力学性能难以同时提高的问题，方案为：1）采用化学共沉淀法在天然胶乳中原位制备Fe₃O₄/乳胶复合磁性粒子乳液；2）制备稳定剂、硫化剂等配合剂分散体；3）磁控模压法制备Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料。优点：1、稳定性好，不易团聚，掺杂量大；2、机械力学性能和磁性能优异；3、生产原料易得、生产成本低、制备方法简单，适合工业化生产。

主权项

一种Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）、采用化学共沉淀法在天然胶乳中原位制备Fe₃O₄/乳胶复合磁性粒子乳液将一定量的FeCl₂•4H₂O和FeCl₃•6H₂O溶解于去离子水中，在500r/min机械搅拌下，滴加一定体积的浓度为1.34mol/L 的NaOH溶液和一定体积的浓度为60wt%的天然胶乳混合液，滴加完毕后继续反应30~200min，然后冷却至室温，将所得溶液磁分离得到黑色沉淀，除去上层清液，再用去离子水超声分散、磁分离，重复洗涤，直至上清液的pH呈中性；然后将黑色沉淀(即Fe₃O₄/乳胶复合磁性粒子)超声分散于去离子水中，形成浓度为42.0mg/mL~95.0mg/mL的稳定Fe₃O₄/乳胶复合磁性粒子乳液,所述Fe²⁺盐与Fe³⁺盐的质量比为1:1~1.5，铁盐水溶液总浓度为0.11g/mL，铁盐与NaOH的质量比为2:1；2）、制备稳定剂、硫化剂等配合剂分散体称取一定量的KOH和平平加O（烷基聚氧乙烯醚），50℃下溶解于去离子水中，分别配制成浓度为20wt%的KOH水溶液和浓度为20wt%的平平加O水溶液；室温下将50g硫磺、20mL浓度为10wt%的酪素溶液、1.25mL浓度为11.5wt%的氨水、28.75mL去离子水及75mL玻璃砂子加入到容器中，以500r/min机械搅拌12h，然后通过筛子筛分将玻璃砂子与第一分散剂悬浮液分离，制得浓度为50wt%的硫磺分散体；室温下将50g氧化锌、20mL浓度为10wt%酪素溶液和3g甲撑二萘磺酸钠（NF）、5mL浓度为20wt%的氨水、30mL去离子水及75mL玻璃砂子加入到容器中，以500r/min机械搅拌10h，然后通过筛子筛分将玻璃砂子与第二分散剂悬浮液分离，制得浓度为40wt%的氧化锌（ZnO）分散体；室温下将50g ZDC促进剂、40mL浓度为10wt%酪素溶液和1.15gNF、28.85mL的去离子水和75mL的玻璃砂子加入到容器中，并以500r/min机械搅拌12h，最后通过筛子筛分将玻璃砂子与第三分散剂悬浮液分离，制得浓度为50wt%的ZDC促进剂分散体；3）、磁控模压法制备Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料在50℃和150~250r/min机械搅拌下，将一定量步骤2）KOH水溶液、平平加O水溶液制备的硫磺分散体、ZnO分散体、ZDC促进剂分散体加入到步骤1）制备的Fe₃O₄/乳胶复合磁性粒子乳液中，90min后将该复合乳液在50~80℃下干燥12~36h，得到预硫化天然橡胶基磁性弹性体复合材料，进一步在混炼机上混炼5~20min，最后在10~15KPa、80~150℃、0~1.5T磁场条件下模压成型，即可获得Fe₃O₄/NR磁性弹性体复合材料，所述KOH与胶乳干基的质量比为1:500~1000，平平加O与胶乳干基的质量比为1:500~1000，硫磺与胶乳干基的质量比为1:50~150，氧化锌与胶乳干基的质量比为1:100~300，ZDC与胶乳干基的质量比为1:100~200。