一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠技術領域，尤其涉及一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]高嶺石屬于1: 1型層狀結構的高嶺土(高嶺石、地開石、珍珠陶土、埃洛石等)粘土礦物之一，由Si04四面體層與A102(0H)4八面體層按1:1疊加形成不對稱的層狀結構，從而建立了大疊偶極子，層間以(A1 — 0—H ---0-81)氫鍵相連接，層間距約為072nm，高嶺石的晶格內(nèi)不存在同晶置換，層間域電荷基本上平衡，導致其二維層中不能吸附陽離子，此外，由于層之間的氫鍵力和范德華力的相互作用，使其具有相當大的內(nèi)聚，因而晶層之間連接緊密、性能穩(wěn)定，其插層有機客體分子相較于插層蒙脫石組的蒙脫石更具挑戰(zhàn)性。
[0003]盡管如此，一些強極性的小分子，如二甲基亞砜、醋酸鉀、甲酰胺、尿素、肼等已成功地作為前驅(qū)體對其他有機分子如氯化吡啶、氨基醇及吡啶羧酸進行進一步插層，隨著研究的深入，一些其他的小分子和大分子，如丙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚苯乙烯等也能夠通過夾帶或取代高嶺石有機小分子復合物中小分子的方式進入層間，被取代的插層復合物稱為前驅(qū)體，甲醇也可作為插層復合物的中間體，在極端的溫度條件下將固定的客體分子插入處理過的烷基咪唑黏土中，顯示出優(yōu)良的穩(wěn)定性。
[0004]此外，學者將離子液體插入高嶺石層間形成納米結構，廣泛應用于電極修飾、催化劑及檢測陰離子等方面.離子液體插層高嶺石具有良好的熱穩(wěn)定性、電導率及光學性能，但是，國外離子液體插層高嶺石的制備方法單一，且周期較長、工藝繁瑣，本發(fā)明中通過改進，簡化了實驗流程，縮短了反應時間，同時能得到較好的插層效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的:
六甲基環(huán)三硅氧烷0.6-1、防老劑4010NA1-2、六氟乙酰丙酮0.3_1、天然橡膠100-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N—甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、硫磺1-1.6、甲基丙烯酸三氟乙酯5-7、聚乙烯醇3-4、三聚氰胺1-2、磷酸鈣3-5。
[0007]—種所述的疏水抗?jié)B天然橡膠材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量1.6-2倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70-72小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60-65°C下干燥20-24小時，得甲基高嶺石復合物；
(2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20-30小時，得甲醇高嶺石復合物；
(3)將上述N-甲基咪唑加入至_-65°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40-50小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3-4次，在70-75°C的烘箱中干燥20-24小時，得溴鹽咼子體；
(4)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20-23小時，離心，將得到的固體沉淀用正丁醇洗滌2-3次，在50-60°C下干燥20-22小時，得插層復合物；
(5)將上述六氟乙酰丙酮加入到20-23倍去離子水中，攪拌均勻，加入磷酸鈣，磁力攪拌2-3分鐘，得分散液；
(6)將納米氧化硅加入到其重量20-25倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3-5分鐘，為液a;
(7)將上述插層復合物加入到其重量4-6倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6-2分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4-6%的無水乙醇，抽濾，將濾餅加入到上述分散液中，攪拌混合7-10分鐘，在100-106°C的真空干燥箱中干燥2-3小時，得改性填料；
(8)將上述聚乙烯醇、三聚氰胺混合，攪拌均勻，加入上述改性填料，升高溫度為60-65°C，保溫攪拌3-5分鐘，得混料a;
(9)將上述甲基丙烯酸三氟乙酯與混合a混合，加入混合料重量2-3倍的無水乙醇，攪拌均勻，加入六甲基環(huán)三硅氧烷，100-200轉(zhuǎn)/分攪拌3-4分鐘，減壓抽濾，除去乙醇，得抗水助劑；
(10)將上述抗水助劑與天然橡膠混合，送入密煉機中，在65-90°C下密煉40-50s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10-12分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3-5遍，即得。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:
本發(fā)明的橡膠成品具有很好的耐熱性能:
本發(fā)明的通過溴乙烷處理N—甲基咪唑，得到溴鹽離子體，經(jīng)插層后能夠與高嶺石的內(nèi)表面羥基產(chǎn)生較強的氫鍵，新氫鍵結合能力遠遠超過了原始高嶺土的層內(nèi)氫鍵，從而提高了尚嶺石的耐熱性能，進而提尚了成品材料對持續(xù)性尚熱的抗性；
本發(fā)明的的橡膠成品具有很好的抗紫外線性能:
本發(fā)明經(jīng)過溴鹽離子體插層高嶺石，可以在其內(nèi)表面羥基產(chǎn)生較強的氫鍵，其熒光和化學反應的量子產(chǎn)率遠比無分子內(nèi)氫鍵的間位和對位異構體低，在有分子內(nèi)氫鍵的場合內(nèi)部轉(zhuǎn)換比無氫鍵快100多倍，通過氫鍵的作用可以將吸收的紫外光能量轉(zhuǎn)變成熱能發(fā)散，從而起到保護橡膠材料的作用；
本發(fā)明采用甲基丙烯酸三氟乙酯作為改性劑，可以有效的提高橡膠料的疏水性能，可以廣泛用于下水管道等領域。
【具體實施方式】
[0009]—種疏水抗?jié)B天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的:
六甲基環(huán)三硅氧烷0.6、防老劑4010NA1、六氟乙酰丙酮0.3、天然橡膠100、高嶺石20、二甲基亞砜400、甲醇900、N—甲基咪唑70、溴乙烷100、納米氧化硅4、硫磺1、甲基丙烯酸三氟乙酯5、聚乙烯醇3、三聚氰胺1、磷酸鈣3。
[0010]一種所述的疏水抗?jié)B天然橡膠材料的制備方法，包括以下步驟: (1)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量1.6倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60°C下干燥20小時，得甲基高嶺石復合物；
(2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20小時，得甲醇高嶺石復合物；
(3)將上述N—甲基咪唑加入到60°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3次，在70°C的烘箱中干燥20小時，得溴鹽離子體；
(4)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20小時，離心，將得到的固體沉淀用正丁醇洗滌2次，在50°C下干燥20小時，得插層復合物；
(5)將上述六氟乙酰丙酮加入到20倍去離子水中，攪拌均勻，加入磷酸鈣，磁力攪拌2分鐘，得分散液；
(6)將納米氧化硅加入到其重量20倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3分鐘，為液a;
(7)將上述插層復合物加入到其重量4倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4%的無水乙醇，抽濾，將濾餅加入到上述分散液中，攪拌混合7分鐘，在100°C的真空干燥箱中干燥2小時，得改性填料；
(8)將上述聚乙烯醇、三聚氰胺混合，攪拌均勻，加入上述改性填料，升高溫度為60°C，保溫攪拌3分鐘，得混料a;
(9)將上述甲基丙烯酸三氟乙酯與混合a混合，加入混合料重量2倍的無水乙醇，攪拌均勻，加入六甲基環(huán)三硅氧烷，100轉(zhuǎn)/分攪拌3分鐘，減壓抽濾，除去乙醇，得抗水助劑；
(10)將上述抗水助劑與天然橡膠混合，送入密煉機中，在65°C下密煉40s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3遍，即得。
[0011]性能測試:
拉伸強度:14.3Mpa;
斷裂伸長率:435.1%;
70°C X 22h X 20% 壓縮永久變形:16.7%；
70°C X 70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:5.2%、斷裂伸長率降低率:8.2%。
【主權項】
1.一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料組成的: 六甲基環(huán)三硅氧烷0.6-1、防老劑4010NA1-2、六氟乙酰丙酮0.3-1、天然橡膠100-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N—甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、硫磺1-1.6、甲基丙烯酸三氟乙酯5-7、聚乙烯醇3-4、三聚氰胺1-2、磷酸鈣3-5。2.一種如權利要求1所述的疏水抗?jié)B天然橡膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將上述高嶺石磨成細粉，加入到其重量1.6-2倍的蒸餾水中，加入二甲基亞砜，室溫下用磁力攪拌器攪拌70-72小時，抽濾，濾餅經(jīng)無水乙醇洗滌后，于60-65°C下干燥20-24小時，得甲基高嶺石復合物； (2)在上述甲基高嶺石復合物中加入上述甲醇，室溫條件下磁力攪拌20-30小時，得甲醇高嶺石復合物； (3)將上述N—甲基咪唑加入到60-65°C的恒溫攪拌器中，滴加溴乙烷，滴加完畢后保溫攪拌40-50小時，出料，用乙酸乙酯洗滌3-4次，在70-75°C的烘箱中干燥20-24小時，得溴鹽咼子體； (4)將上述甲醇高嶺石復合物加入到溴鹽離子體中，磁力攪拌20-23小時，離心，將得到的固體沉淀用正丁醇洗滌2-3次，在50-60°C下干燥20-22小時，得插層復合物； (5)將上述六氟乙酰丙酮加入到20-23倍去離子水中，攪拌均勻，加入磷酸鈣，磁力攪拌2-3分鐘，得分散液； (6)將納米氧化硅加入到其重量20-25倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散3-5分鐘，為液a; (7)將上述插層復合物加入到其重量4-6倍的三氯甲烷溶液中，超聲分散1.6-2分鐘，與上述液a混合，攪拌條件下加入混合體系重量4-6%的無水乙醇，抽濾，將濾餅加入到上述分散液中，攪拌混合7-10分鐘，在100-106°C的真空干燥箱中干燥2-3小時，得改性填料； (8)將上述聚乙烯醇、三聚氰胺混合，攪拌均勻，加入上述改性填料，升高溫度為60-65°C，保溫攪拌3-5分鐘，得混料a; (9)將上述甲基丙烯酸三氟乙酯與混合a混合，加入混合料重量2-3倍的無水乙醇，攪拌均勻，加入六甲基環(huán)三硅氧烷，100-200轉(zhuǎn)/分攪拌3-4分鐘，減壓抽濾，除去乙醇，得抗水助劑； (10)將上述抗水助劑與天然橡膠混合，送入密煉機中，在65-90°C下密煉40-50s，加入除了硫磺以外的各原料，混煉10-12分鐘，排膠，冷卻至50°C以下，投入開煉機內(nèi)，加入剩余各原料，薄通3-5遍，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種疏水抗?jié)B天然橡膠材料，它是由下述重量份的原料組成的：六甲基環(huán)三硅氧烷0.6-1、防老劑4010NA1-2、六氟乙酰丙酮0.3-1、天然橡膠100-140、高嶺石20-30、二甲基亞砜400-500、甲醇900-1000、N－甲基咪唑70-80、溴乙烷100-120、納米氧化硅4-6、硫磺1-1.6、甲基丙烯酸三氟乙酯5-7、聚乙烯醇3-4、三聚氰胺1-2、磷酸鈣3-5。本發(fā)明采用甲基丙烯酸三氟乙酯作為改性劑，可以有效的提高橡膠料的疏水性能，可以廣泛用于下水管道等領域。
【IPC分類】C08L7/00, C08K3/36, C08L29/04, C08K5/101, C08K5/549, C08K3/34, C08K13/06, C08K9/04
【公開號】CN105461979
【申請?zhí)枴緾N201510952160
【發(fā)明人】高芳
【申請人】合肥杰明新材料科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月17日