中塑煉15min后排料，冷卻 得到塑煉料；
[0051] (2)調整密煉機溫度至50°C，轉速為30轉/分鐘后，將步驟（1)得到的塑煉料投入 密煉機中，加入天然橡膠塑煉25min，然后加入甲基丙烯酸聚酯、三氧化二銻、氧化鋅、聚乙 烯蠟、硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑混煉3min，隨后先加入炭黑N-774混煉4min，再加入炭黑N-990 翻煉3min，最后加入鄰苯二甲酸酯和癸二酸二辛脂充分混煉4min，排料，冷卻得到母煉膠；
[0052] (3)將步驟（2)得到的母煉膠投入密煉機中，加入硫黃、二硫化四芐基秋蘭姆和 N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，升溫至110°C，混煉15min，繼續(xù)升溫至1145°C，混煉 20min，得到所述高性能改性丁腈橡膠材料。
[0053] 將實施例1-4所得高性能改性丁腈橡膠材料進行性能測試，測試結果如下：
[0054]
[0056] 在實施例1-4中，通過在丁腈橡膠的合成階段加入甲階酚醛樹脂，一方面利用酚 醛樹脂中的羥甲基與丁腈橡膠中的氰基或者酚醛樹脂中的酚羥基和羥甲基與丁腈橡膠中 的雙鍵進行加成反應，通過改變丁腈橡膠的化學結構組成，在結構直接引入剛性段，使丁腈 橡膠獲得良好的力學性能以及耐熱老化性能、高溫耐油性能；另一方面利用特殊的酚醛樹 脂的交聯(lián)網絡的空間結構，在橡膠的硫化過程中形成特定網絡結構起到補強增硬以及低壓 縮永久變形性能。事實上，通常的增韌方法受到混合條件的限制，需要加入大量的改性原 料，雖然也能得到理想的韌性，卻損失了材料寶貴的強度、剛性、耐熱性等重要性能，且成本 高，而通過酚醛樹脂與丁腈橡膠共聚改性，通過高結合丙烯腈量的丁腈橡膠與酚醛樹脂有 良好的相容性，能顯著提高丁腈橡膠硫化膠的硬度、強度、耐磨性，并改善粘合性能。具有 改性原料用量少、成本低、效果明顯等顯著優(yōu)點。
[0057] 此外，為進一步提高丁腈橡膠的物理性能，在該高性能改性丁腈橡膠材料種還加 入了天然橡膠進行共混改性。這里丁腈橡膠雖是極性橡膠，但與天然橡膠同為不飽和橡 膠，且使用的硫化體系相同，當加入一定量天然橡膠時，膠料的加工及成型工藝性能得到 改善，而硫化膠的強度不受損失，低溫性能改善，但耐油性也得到顯著提高。
[0058] 采用硫黃、二硫化四芐基秋蘭姆和N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的硫化體系能 提高混煉膠的硫化速度和硫化膠的物理機械性能，NBR通過該硫化體系條件下，形成特定的 交聯(lián)鍵及交聯(lián)網絡致密程度，使得最終獲得的共混料具有高強度、低壓縮永久變形、耐熱耐 油性能。
[0059] 綜上所述，本發(fā)明結合丁腈橡膠、天然橡膠的優(yōu)點，并對丁腈橡膠材料性能進行了 改性處理，并在各種助劑條件下得到了一種具有更高的綜合力學性能，還具有耐熱老化性 能、高溫耐油性能和低壓縮永久變形性能的高性能改性丁腈橡膠材料，其能夠滿足特定場 合的使用要求，且對環(huán)境和人體無危害，應用前景廣闊。
[0060] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其 發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，按重量份包括如下原料：改性丁腈橡 膠90-130份、天然橡膠15-30份、甲基丙烯酸聚酯10-15份、炭黑N-774 20-40份、炭黑 N-990 5-10份、三氧化二銻5-10份、氧化鋅3-5份、聚乙烯蠟2-6份、硬脂酸1-3份、鈦酸酯 偶聯(lián)劑1-3份、硫黃1-3份、二硫化四芐基秋蘭姆0. 5-3份、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰 胺1-3份、鄰苯二甲酸酯1-3份、癸二酸二辛脂1-3份和助劑4-8份； 制備所述改性丁腈橡膠包括：將丁二烯、丙烯腈、乳化劑、引發(fā)劑和丙苯加入反應釜中 先進行自由基乳液聚合反應；當所述聚合反應的轉化率達到70% -85%時，向反應爸中加 入甲階酚醛樹脂繼續(xù)反應，得到改性聚合物乳液；向所述改性聚合物乳液中加入防老劑和 凝聚劑得到膠乳，所述膠乳經擠壓脫水，膨脹干燥后得到改性丁氰橡膠。2. 根據權利要求1所述高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，按重量份包括如下原 料：改性丁腈橡膠100-120份、天然橡膠20-25份、甲基丙烯酸聚酯12-14份、炭黑N-774 24-36份、炭黑N-990 6-8份、三氧化二銻6-8份、氧化鋅3-4份、聚乙烯蠟3-5份、硬脂酸 1-2份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2份、硫黃1-2份、二硫化四芐基秋蘭姆1-2份、N-叔丁基-2-苯并 噻唑次磺酰胺1-2份、鄰苯二甲酸酯1-2份、癸二酸二辛脂1-2份和助劑5-7份。3. 根據權利要求1或2所述高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，所述助劑由質量配 比為5-7:1-3:0. 2-0. 5的六次甲基四胺、氧化鎂和潤滑劑組成。4. 根據權利要求1-3任一項所述高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，制備所述改 性丁腈橡膠包括：按重量百分含量向真空反應釜中加入丁二烯55-64%、丙烯腈25-34%、 乳化劑2. 0-3. 0 %、引發(fā)劑0. 2-0. 3 %、丙苯0. 01-0. 02 %，在水介質中進行自由基乳液聚合 反應，控制聚合反應溫度為30-40°C ;當所述聚合反應的轉化率達到70% -85%時，向所述 反應釜中加入甲階酚醛樹脂8-15%繼續(xù)反應，調節(jié)反應液PH值為2. 3-2. 5,在70-90°C條件 下反應1-1. 5h，得到改性聚合物乳液；所述改性聚合物乳液經閃蒸脫氣工序后，再向里加 入防老劑和凝聚劑得到膠乳，所述膠乳在酸性介質中凝聚后析出含水膠粒，所述膠粒經擠 壓脫水、膨脹干燥后得到改性丁氰橡膠。5. 根據權利要求1-4任一項所述高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，制備所述甲 階酚醛樹脂包括：將質量百分含量為30-40wt %的NaOH溶液或者KOH溶液滴加到質量配比 為2-3:1的甲醛和苯酚溶液中，在50-70°C條件下反應l_3h，將反應液冷卻至常溫后真空脫 水，得到所述甲階酚醛樹脂。6. -種根據權利要求1-5任一項所述高性能改性丁腈橡膠材料的制備方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 將改性丁腈橡膠和助劑投入開煉機中塑煉l〇_15min后排料，冷卻后得到塑煉料； (2) 將步驟（1)得到的塑煉料投入密煉機中，加入天然橡膠塑煉20-25min，加入甲基 丙烯酸聚酯、三氧化二銻、氧化鋅、聚乙烯蠟、硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑混煉3-5min，加入炭黑 N-774混煉3-4min，加入炭黑N-990翻煉3-4min，加入鄰苯二甲酸酯和癸二酸二辛脂混煉 3-4min，排料，冷卻得到母煉膠； (3) 將步驟（2)得到的母煉膠投入密煉機中，加入硫黃、二硫化四芐基秋蘭姆和N-叔 丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，升溫至90-1KTC，混煉15-25min，繼續(xù)升溫至125-145°C，混煉 20-40min，得到所述高性能改性丁腈橡膠材料。7. 根據權利要求6所述的所述的高性能改性丁腈橡膠材料的制備方法，其特征在于， 在步驟（1)中，調整開煉機溫度至80-90°C，轉速為30-35轉/分鐘后，將改性丁腈橡膠和助 劑投入開煉機中塑煉。8. 根據權利要求6或者7所述的耐寒耐油改性橡膠共混料的制備方法，其特征在于，在 步驟（2)中，調整密煉機溫度至40-50°C，轉速為30-35轉/分鐘后，將步驟（1)得到的塑煉 料投入密煉機中。9. 根據權利要求6-8任一項所述的高性能改性丁腈橡膠材料的制備方法，其特征在 于，在步驟（3)中，將步驟（2)得到的母煉膠投入密煉機中，加入硫黃、二硫化四芐基秋蘭 姆和N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，升溫至100°C，混煉20min，繼續(xù)升溫至135°C，混煉 30min，得到所述高性能改性丁腈橡膠材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高性能改性丁腈橡膠材料，其特征在于，按重量份包括如下原料：改性丁腈橡膠90-130份、天然橡膠15-30份、甲基丙烯酸聚酯10-15份、炭黑N-774，炭黑N-99020-50份、三氧化二銻5-10份、氧化鋅3-5份、聚乙烯蠟2-6份、硬脂酸1-3份、鈦酸酯偶聯(lián)劑1-3份、硫黃1-3份、二硫化四芐基秋蘭姆0.5-3份、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-3份、鄰苯二甲酸酯1-3份、癸二酸二辛脂1-3份和助劑4-8份；所述改性丁腈橡膠材料不僅具有更高的綜合力學性能，還具有耐熱老化性能、高溫耐油性能和低壓縮永久變形性能。
【IPC分類】C08K13/02, C08K3/22, C08K3/04, C08L7/00, C08L15/00, C08K3/06, C08L67/06, C08K5/40, C08K5/47
【公開號】CN105111552
【申請?zhí)枴緾N201510505400
【發(fā)明人】邱再明
【申請人】合肥市再德高分子材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月17日