橡胶材料的老化会导致橡胶制品机械性能的下降甚至是丧失使用价值,通常的做法是在橡胶配方中添加防老剂来减缓老化过程。然而,小分子防老剂会在橡胶大分子网络间发生迁移从而富集在橡胶制品表面,造成“喷霜”现象。碳纳米管(CNTs)由于其具有中空纳米管状结构,各方面性能优异,已成为制备高性能橡胶的理想填料;而埃洛石(HNTs)是一种天然的无机黏土纳米管,且价格低廉、绿色无害,广泛应用于陶瓷材料、吸附、缓释、催化剂以及药物大分子的微胶囊包裹及靶向运输等领域。本课题利用碳纳米管和埃洛石纳米管的中空管状结构,负载缓释防老剂,延长了防老剂在橡胶基体中的作用时间,得到了性能优异的耐老化橡胶。具体内容如下:(1)利用溶液填充法成功地将防老剂4020负载进碳纳米管内,并将其作为填料制备得到了耐老化丁苯橡胶复合材料。碳纳米管对防老剂4020的负载缓释作用延长了防老剂在橡胶基体中的使用寿命,防老剂释放量50%时需要10个月。该橡胶复合材料中防老剂的填充量达到2 wt.%,未造成“喷霜”现象。由于防老剂在橡胶基体中的缓释使得橡胶复合材料在经100℃热氧老化15天和40℃、臭氧浓度50 pphm臭氧老化24 h后机械性能均保持良好。而且碳纳米管的加入,使得橡胶复合材料的导热系数增大为0.303 W/m·K,体积电阻提高至4.74×107Ω·cm,达到了抗静电的水平(≤109Q·cm)。(2)利用埃洛石与杂质物化性质的不同,采取离心分离的方式成功地除去了埃洛石原矿中所含杂质。构建了埃洛石负载防老剂放大实验装置,完成了埃洛石负载防老剂4010NA、4020和RD的批量生产,每次制备可得到样品2～3 kg。生产过程中可以通过控制体系粘度和投料比来实现对负载率的有效控制。利用防老剂回收液节约了生产成本且对产品的负载率影响不大。控制工艺条件不变,1:1配比时埃洛石负载不同防老剂的负载率可以稳定在30%左右。利用埃洛石负载防老剂4010NA制备的三元乙丙橡胶复合材料在经100℃下热氧老化7天,相比填充等量游离防老剂的橡胶复合材料其机械性能保持的更好。