一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料
【背景技術(shù)】
[0002]羧基丁腈橡膠系由丁二烯、丙烯腈和有機(jī)酸(丙烯酸、甲基丙烯酸等)三元共聚而成，在丁腈橡膠中引入羧基可改進(jìn)其拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、硬度、耐磨性、粘著性和抗臭氧老化性，特別是可改善高溫下的拉伸強(qiáng)度，目前已被廣泛應(yīng)用于電纜、膠管等領(lǐng)域。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)橡膠材料的性能提出了更高的要求，現(xiàn)有的羧基丁基橡膠材料其強(qiáng)度、耐熱性和耐油性已不能滿足高速發(fā)展的社會(huì)的要求，需要對(duì)其進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料，其強(qiáng)度高、耐熱性和耐油性好。
[0004]本發(fā)明提出的一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠50-70份、順丁橡膠30-50份、氯丁橡膠10-30份、硬脂酸1-3份、氧化鋅2-4份、硫磺0.3-0.8份、過氧化苯甲酰0.5_1份、沉淀法白炭黑20-40份、滑石粉10-25份、阻燃劑3-8份、己二酸酯3-5份、磷酸二異辛酯2_5份、促進(jìn)劑CZ 1-2份、促進(jìn)劑Na-22 0.5-1份、促進(jìn)劑TMTD 0.5-1.5份、防老劑RD 1-1.8份、防老劑H 0.5-1.5份、防老劑DFC-34 0.3-1.5份、硅烷偶聯(lián)劑2-5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠的重量比為55-67:38-45:15-27。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑Na-22、促進(jìn)劑TMTD的重量比為1.3-1.8:
0.6_0.9:0.7_1.3ο
[0007]優(yōu)選地，其原料中，防老劑RD、防老劑H、防老劑DFC-34的重量比為1.2-1.6:
0.8_1.3:0.7_1.3ο
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠60-65份、順丁橡膠40-44份、氯丁橡膠20-25份、硬脂酸1.3-2.7份、氧化鋅2.9-3.6份、硫磺0.5-0.7份、過氧化苯甲酰0.7-0.9份、沉淀法白炭黑25-34份、滑石粉17-22份、阻燃劑5_7份、己二酸酯3.8-4.5份、磷酸二異辛酯3-4.5份、促進(jìn)劑CZ 1.4-1.8份、促進(jìn)劑Na_22 0.7-0.9份、促進(jìn)劑TMTD 0.9-1.2份、防老劑RD 1.3-1.5份、防老劑H 1-1.3份、防老劑DFC-34 0.8-1.2份、硅烷偶聯(lián)劑3-4.6份。
[0009]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠63份、順丁橡膠43份、氯丁橡膠22份、硬脂酸2份、氧化鋅3份、硫磺0.56份、過氧化苯甲酰0.75份、沉淀法白炭黑30份、滑石粉20份、阻燃劑6.3份、己二酸酯4份、磷酸二異辛酯4份、促進(jìn)劑CZ 1.6份、促進(jìn)劑Na-22 0.75份、促進(jìn)劑TMTD I份、防老劑RD 1.34份、防老劑H 1.2份、防老劑DFC-34 I份、硅烷偶聯(lián)劑4份。
[0010]優(yōu)選地，所述阻燃劑為紅磷、三氧化二銻、氫氧化鎂、磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、硼酸鋅中的一種或者多種的組合。
[0011]優(yōu)選地，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備:將羧基丁腈橡膠與異氰酸丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基錫和對(duì)叔丁基鄰苯二酚混合后，通入氮?dú)猓⒃跀嚢锠顟B(tài)下升溫至55-65°C，反應(yīng)3_7h，降溫得到所述有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠。
[0012]優(yōu)選地，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將55-80份羧基丁腈橡膠與5-10份異氰酸丙基三乙氧基硅烷、0.1-0.3份二月桂酸二丁基錫和
0.05-0.15份對(duì)叔丁基鄰苯二酚混合后，通入氮?dú)猓⒃跀嚢锠顟B(tài)下升溫至58-63°C，反應(yīng)
4-6h，降溫得到所述有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠。
[0013]優(yōu)選地，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將70份羧基丁腈橡膠與9份異氰酸丙基三乙氧基硅烷、0.18份二月桂酸二丁基錫和0.1份對(duì)叔丁基鄰苯二酚混合后，通入氮?dú)猓⒃跀嚢锠顟B(tài)下升溫至60°C，反應(yīng)5h，降溫得到所述有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠。
[0014]本發(fā)明所述高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料，可以按照常規(guī)的橡膠制備工藝，將各原料混合后進(jìn)行混煉、硫化得到。
[0015]本發(fā)明中，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠將硅橡膠與丁腈橡膠的性能結(jié)合為一體，賦予橡膠材料耐熱性、耐油性的同時(shí)，進(jìn)一步提高了橡膠材料的耐高溫性，與順丁橡膠與氯丁橡膠配合后，復(fù)合材料的耐熱性、耐油性、耐高低溫性能好；在優(yōu)選方式中，將羧基丁腈橡膠與異氰酸丙基三乙氧基硅烷混合，以二月桂酸二丁基錫為催化劑，以對(duì)叔丁基鄰苯二酚為阻聚劑，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行反應(yīng)，使羧基丁腈橡膠中的羥基與異氰酸丙基三乙氧基硅烷中的異氰基發(fā)生反應(yīng)，從而將硅氧烷引入到了羧基丁腈橡膠中，使羧基丁腈橡膠與異氰酸丙基三乙氧基硅烷結(jié)合為一體，作為橡膠主料，具有優(yōu)異的耐熱性和耐油性，同時(shí)，異氰酸丙基三乙氧基硅烷可以與沉淀法白炭黑表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，提高了沉淀法白炭黑與橡膠的相容性，提高了沉淀法白炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用；選擇了防老劑RD、防老劑H、防老劑DFC-34配合作為防老體系，賦予復(fù)合材料優(yōu)異的耐老化性能。
[0016]本發(fā)明中，通過選擇合適的原料，并調(diào)節(jié)各原料的比例得到的復(fù)合材料其強(qiáng)度高、耐熱性和耐油性好；對(duì)本發(fā)明所述高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料進(jìn)行性能檢測，其檢測結(jié)果如下所示:拉伸強(qiáng)度為27-29.6MPa，斷裂伸長率為455-472%，經(jīng)IRM902油900C X 70h處理后，拉伸強(qiáng)度為25.3-26.9MPa，斷裂伸長率為438-446%，經(jīng)136°C X 168h的熱老化試驗(yàn)，老化后，拉伸強(qiáng)度保持率為96.3-97.4%,熱變形率為3.9-4.20Z0o
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]在具體實(shí)施例中，本發(fā)明提出的一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料，其原料中，有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠的重量份可以為50、52、53、56、56.6、58、59、62、63、64、67、68,68.5,69,69.3、70 份；順丁橡膠的重量份可以為 30、32、34、35、36、36.8、39、42、45、46、46.3,48,48.6,49,49.3、50 份;氯丁橡膠的重量份可以為 10、12、13、14、15、16、16.3、17、18,18.5,19,19.3、24、25、26、26.3、28、29、29.4、30 份;硬脂酸的重量份可以為 Ul.2,1.3、
1.5、1.6、1.8、1.9、2、2.3、2.4、2.56、2.8、2.86、3 份；氧化鋅的重量份可以為 2、2.3、2.6、2.8、2.9、3、3.4、3.5、3.6、3.8、3.94、4 份；硫磺的重量份可以為 0.3、0.35、0.4、0.42、0.5、
0.56,0.6、0.63,0.7、0.74,0.8 份；過氧化苯甲酰的重量份可以為 0.5,0.6,0.7,0.8,0.86、
0.9,0.94、1 份;沉淀法白炭黑的重量份可以為 20、22、23、26、28、29.3、31、32、34、35、36.5、37,38,38.6,39,39.3、40 份；滑石粉的重量份可以為 10、12、13、15、16、18.6,19,19.3、21、23、24、24.6、25份;阻燃劑的重量份可以為3、4、5、6、6.3、7、7.5、8份;己二酸酯的重量份可以為3、3.2,3.5,3.8、4、4.5,4.8、5份；磷酸二異辛酯的重量份可以為2、2.3,2.5,2.8,2.9、
3,3.4,3.5,3.8、4、4.5,4.8、5份;促進(jìn)劑CZ 的重量份可以為 1、1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,1.9、2 份；促進(jìn)劑 Na-22 的重量份可以為 0.5、0.56、0.6、0.63、0.7、0.74、0.8、0.85、0.9、0.93、I份；促進(jìn)劑 TMTD 的重量份可以為 0.5、0.6、0.8、0.9、0.95、1、1.2、1.3、1.35、1.4、1.46、1.5份；防老劑RD的重量份可以為1、1.2、1.3、1.4、1.56、1.6、1.63、1.7、1.75、1.8份；防老劑H的重量份可以為0.5,0.6,0.8,0.9、1、L 2、1.3、1.35,1.4、1.46、1.5份;防老劑DFC-34 的重量份可以為 0.3、0.4、0.5、0.6、0.85、0.9、1、1.2、1.3、1.35、1.4、1.46、1.5 份；硅烷偶聯(lián)劑的重量份可以為 2、2.3、2.5、2.6、2.8、3、3.4、3.8、4、4.5、4.8、5 份。
[0019]實(shí)施例1
[0020]本發(fā)明提出的一種高性能改性羧基丁腈橡膠復(fù)合材料，其原料按重量份包括以下組分:有機(jī)硅改性羧基丁腈橡膠50份、順丁橡膠50份、氯丁橡膠10份、硬脂酸3份、氧化鋅2份、硫磺0.8份、過氧化苯甲酰0.5份、沉淀法白炭黑40份、滑石粉10份、紅磷8份、己二酸酯3份、磷酸二異辛酯5份、促進(jìn)劑CZ I份、促進(jìn)劑Na-22 I份、促進(jìn)劑TMTD 0.5份、防老劑RD 1.8份、防老劑H 0.5份、防老劑DFC-34 1.5份、硅烷偶聯(lián)劑2份；其中