成果名称:乳液复合法制备黏土/橡胶纳米复合材料的工业化技术及材料应用技术
申请单位:北京化工大学
成果编号：鉴字［教PP2007］第011号
鉴定日期：2007年2月28日
学 科：16、材料
成果简介：
北京化工大学材料学院先进弹性体材料研究中心完成的“乳液复合法制备黏土/橡胶纳米复合材料的工业化技术及材料应用技术”课题，曾先后得到科技部、国家自然科学基金委、中石化和北京市科委新星计划办等的资助。
以李俊贤院士为主任的来自洛阳黎明化工研究院、天津大学、北京航空航天大学、中石化北京化工研究院、北京橡胶工业研究设计院、中国橡胶工业协会等单位的10位专家认真听取了课题组的汇报，并审阅了相关资料，经质疑和认真讨论，认为该技术具有原创性，达到了国际领先水平。
此前的各种制备黏土/橡胶纳米复合材料方法，因工艺技术十分复杂、使用有机溶剂、制造成本高等原因，未能工业化生产。张立群教授、吴友平教授、王益庆博士、余鼎声教授等人发明了乳液复合法黏土/橡胶纳米复合材料制备方法，经过十余年的基础研究和技术攻关，全面突破了黏土片层水分散体制备、黏土片层水分散体－橡胶乳液的共混共凝、脱水与干燥的工艺和装备难题。加上拥有具有自主知识产权的成套工艺控制方法，千吨级纳米复合材料生产线终于试产成功。目前，海南岭脚橡胶厂、海南琼海天宝橡胶厂已经建立了千吨级黏土（蒙脱土）/天然橡胶纳米复合材料试生产线，湖北钟祥地区建立了千吨级黏土（累脱石）/橡胶纳米复合材料试生产线。该方法被国际同行在学术杂志上评价为“promising method”。
该纳米复合材料可显著提高轮胎和减振制品性能，已经在轮胎内胎、工程胎胎面以及橡胶减振制品中获得了良好的应用实验效果。其产品中的纳米分散黏土可以部分或全部替代炭黑，从而可减轻橡胶加工行业对石油和天然气资源的依赖程度；并能提高橡胶制品的气密性、耐疲劳性，延长制品的使用寿命。
与传统材料相比，黏土/橡胶纳米复合材料的优点十分突出。首先，增强效果优于白炭黑和高耐磨炭黑N330。由于黏土不依赖于石油和天然气资源，且价格低廉，因此用其来替代炭黑有着很大的潜在经济效益和社会效益。其次，气体阻隔性能十分突出。如含有20份纳米分散黏土的丁腈橡胶，其气密性优于氯化丁基胶无内胎子午胎气密层胶料，可望从一定程度上缓解国内卤化丁基胶严重不足的局面。再次，具有优异的耐疲劳破坏性能，特别适合在减振产品中应用。此外，使用该材料制备橡胶制品，能显著降低混炼加工能耗。
