一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及丁腈橡膠的改性技術領域，尤其涉及一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材 料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 丁腈橡膠（NBR)具有良好的抗撕裂性能、較低的壓縮變形性、優(yōu)良的耐磨性能和 耐油性能，其最大的用途是生產(chǎn)耐油膠管、阻燃輸送帶以及耐油橡膠密封墊材料，已廣泛應 用于汽車、航空航天、油田化工等領域。目前，對丁腈橡膠進行共混改性以尋找新的補強體 系以及硫化體系已經(jīng)成為優(yōu)化丁腈橡膠性能的重要途徑。
[0003]目前，利用動態(tài)硫化技術等技術，已經(jīng)制備出丁腈膠/聚氯乙烯、丁腈膠/聚丙烯、 丁腈膠/乙丙膠、丁腈膠/聚苯乙烯、丁腈膠/氯磺化聚乙烯、丁腈膠/聚酰胺、丁腈膠/ 丁 基膠等共混產(chǎn)品，其中丁腈膠/聚氯乙烯共混膠用途最廣泛。與單一的丁腈橡膠相比，共混 橡膠的拉伸強度和抗撕性均有提高，耐磨性、耐油性及耐臭氧龜裂性有顯著改善，同時提高 了阻燃性能，因而被廣泛應用于電線電纜行業(yè)。
[0004]隨著通訊業(yè)快速發(fā)展，市場對電線電纜的需求日益增加，丁腈膠/聚氯乙烯的消 耗量在逐年上升，而且對電線電纜的綜合性能的要求日益苛刻，要求更寬的工作溫度范圍 和更高的使用壽命。因此，丁腈橡膠作為電線電纜材料必須具有更高的綜合力學性能及耐 熱抗老化、耐低溫、耐油性和低壓縮永久變形。申請?zhí)枮?01110006865. 5的中國專利文獻 報道了一種電線電纜用阻燃熱固性丁腈聚氯乙烯橡膠，該橡膠的強度、伸率和阻燃性能都 比普通橡膠好，但是其硬度和彈性等性能有待于進一步改善。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術問題在于提供一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料及其制備方 法，其具有良好的硬度、彈性、耐熱性和耐磨性。
[0006] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料，由以下原料制備：超 高腈丁腈橡膠70-80重量份，中高腈丁腈橡膠20-30重量份，聚氯乙烯35-50重量份，多孔 陶瓷5-10重量份，納米氮化硼10-15重量份，納米氮化硅10-15重量份，噴霧炭黑20-30 重量份，氧化鋅4_8重量份，硬脂酸2_4重量份，硬脂酸鋅1_2重量份，增塑劑DOP 5_10重 量份，三聚硫氰酸0. 7-1. 2重量份，超細全硫化粉末聚氯乙烯10-15重量份，促進劑TMTD 0. 5-2重量份，促進劑DM 1-2. 5重量份，防老劑RD 2-5重量份，防老劑MB 2-5重量份。
[0007] 優(yōu)選的，所述超細全硫化粉末聚氯乙烯按照如下方法制備：
[0008] 在聚氯乙烯乳液中，按干膠重量的3?8%加入輻照交聯(lián)助劑TMPTA，然后進行輻 照交聯(lián)，噴霧干燥后得到超細硫化粉末聚氯乙烯。
[0009] 相應的，本發(fā)明還提供一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下 步驟：步驟a)將70-80重量份超尚腈丁腈橡膠、20-30重量份中尚腈丁腈橡膠和35-50重 量份聚氯乙烯投入密煉機中，加熱至80?90°C，塑煉10?30分鐘；步驟b)升溫至110? 130°C，加入5-10重量份多孔陶瓷、10-15重量份納米氮化硼、10-15重量份納米氮化硅、 20-30重量份噴霧炭黑、4-8重量份氧化鋅、2-4重量份硬脂酸、1-2重量份硬脂酸鋅、5-10重 量份增塑劑DOP、2-5重量份防老劑RD和2-5重量份防老劑MB，混煉10?30分鐘，排料后 冷卻，得到混煉膠；步驟c)將所述混煉膠投入開煉機中，加入0. 7-1. 2重量份三聚硫氰酸、 10-15重量份超細全硫化粉末聚氯乙烯、0. 5-2重量份促進劑TMTD和1-2. 5重量份促進劑 DM，薄通后得到丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料。
[0010] 優(yōu)選的，所述超細全硫化粉末聚氯乙烯按照如下方法制備：
[0011] 在聚氯乙烯乳液中，按干膠重量的3?8%加入輻照交聯(lián)助劑TMPTA，然后進行輻 照交聯(lián)，噴霧干燥后得到超細硫化粉末聚氯乙烯。
[0012] 優(yōu)選的，所述氧化鋅為8重量份。
[0013] 優(yōu)選的，所述硬脂酸為4重量份。
[0014] 優(yōu)選的，塑煉時間為15?20分鐘。
[0015] 優(yōu)選的，混煉時間為15?20分鐘。
[0016] 優(yōu)選的，冷卻時間為20?30小時。
[0017] 優(yōu)選的，薄通次數(shù)為6?8次。
[0018] 本發(fā)明提供了一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料及其制備方法，由以下原料制 備：超高腈丁腈橡膠，中高腈丁腈橡膠份，聚氯乙烯，多孔陶瓷，納米氮化硼，納米氮化硅份， 噴霧炭黑，氧化鋅，硬脂酸，硬脂酸鋅，增塑劑DOP，三聚硫氰酸，超細全硫化粉末聚氯乙烯， 促進劑TMTD，促進劑DM，防老劑RD，防老劑MB。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明以多孔陶瓷取代部 分炭黑作為補強劑，同時使用納米氮化硅和納米氮化硼，混煉后再經(jīng)硫化作用，從而在橡膠 制品表面形成潤滑膜而產(chǎn)生自潤滑效果，提高了材料的耐磨性；超細全硫化粉末聚氯乙烯 作為硫化劑，提高了材料的穩(wěn)定性、耐熱性和硬度。因此，本發(fā)明制備的丁腈橡膠/聚氯乙 烯復合材料具有良好的硬度、彈性、耐熱性和耐磨性。
【具體實施方式】
[0019] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權利要求的 限制。
[0020] 本發(fā)明實施例公開了一種丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步 驟：步驟a)將70-80重量份超高腈丁腈橡膠、20-30重量份中高腈丁腈橡膠和35-50重量份 聚氯乙烯投入密煉機中，加熱至80?90°C，塑煉10?30分鐘；步驟b)升溫至110?130°C， 加入5-10重量份多孔陶瓷、10-15重量份納米氮化硼、10-15重量份納米氮化硅、20-30重量 份噴霧炭黑、4-8重量份氧化鋅、2-4重量份硬脂酸、1-2重量份硬脂酸鋅、5-10重量份增塑 劑DOP、2-5重量份防老劑RD和2-5重量份防老劑MB，混煉10?30分鐘，排料后冷卻，得到 混煉膠；步驟c)將所述混煉膠投入開煉機中，加入0. 7-1. 2重量份三聚硫氰酸、10-15重量 份超細全硫化粉末聚氯乙烯、〇. 5-2重量份促進劑TMTD和1-2. 5重量份促進劑DM，薄通后 得到丁腈橡膠/聚氯乙烯復合材料。
[0021] 其中，丁腈橡膠按結合丙烯腈量分類進行等級劃分，具體如下：超高腈丁腈橡膠： 結合丙烯腈量為42%;中高腈丁腈橡膠：結合丙烯腈量為31-35%。聚氯乙烯（PVC)具有一 定的極性，而丁腈橡膠（NBR)中含有大量的極性鍵，故NBR和PVC共混時的相容性較好。本 發(fā)明采用超高腈丁腈橡膠和中高腈丁腈橡膠（NBR)為主要原料，添加聚氯乙烯（PVC)對丁 腈橡膠進行共混改性，通過NBR和PVC的共交聯(lián)反應提高材料的硬度和彈性。
[0022] 本發(fā)明添加的硫化劑三聚硫氰酸（TCY)與丁腈橡膠和聚氯乙烯均能發(fā)生反應，可 提高丁腈橡膠和聚氯乙烯共混物的熱老化性能和耐油性能；超細全硫化粉末聚氯乙烯作為 硫化劑，能同時提高NBR的穩(wěn)定性、耐熱性和硬度。本發(fā)明制備的丁腈橡膠/聚氯乙烯復合 材料以三聚硫氰酸和超細全硫化粉末聚氯乙烯作為硫化劑，得到的材料強度高、彈性模量 高、耐候性、耐臭氧老化性、耐油、耐磨、耐撕裂性和耐火焰性提高，成本也有所降低。
[0023] 本發(fā)明添加的多孔陶瓷是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等為主原料，經(jīng)過成型和特殊 高溫燒結工藝制備的一種具有開孔孔徑、高開口氣孔率的一種多孔性陶瓷材料，具有質