一種耐熱改性丁腈橡膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱改性丁腈橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展，傳統(tǒng)的橡膠材料已經(jīng)滿足不了需求，無機剛性粒子的填充是橡膠改性技術(shù)方式之一，經(jīng)無機剛性粒子填充改性的橡膠，成本大幅度的降低，由于膨潤土資源豐富、價格便宜，作為無機填充物在橡膠制品中得到了廣泛的應(yīng)用，膨潤土又名班脫巖、膨土巖、改性納米二氧化鈦，是國民經(jīng)濟建設(shè)中用途廣、用量大的一種非金屬礦產(chǎn)資源，七十年代開始，膨潤土在橡膠中的應(yīng)用進入了一個新的發(fā)高度，事實上，膨潤土填充后橡膠力學(xué)性能一般，隨著膨潤土填充量大，這種缺陷越來越明顯，橡膠使用壽命較短，如何制備一種力學(xué)性能好，使用壽命長的橡膠材料成為目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種耐熱改性丁腈橡膠材料，耐熱性能和力學(xué)性能優(yōu)異，耐老化性能良好，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱改性丁腈橡膠材料，其原料按重量份數(shù)包括:丁腈橡膠50-80份，三元乙丙橡膠30-40份，鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2份，硫磺0.5-1.5份，促進劑4010NA
1-1.5份，N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺1-2份，氧化鋅0.5-2份，改性納米二氧化鈦20-30份，改性膨潤土 20-30份，碳化硅晶須20-25份，納米氧化鋅23-28份，爐法炭黑30-40份，硬脂酸鈣1-2份，微晶石蠟1-2份，防老劑AWl.5-2份，防老劑RD1-2份，硬脂酸1-2.5份；
[0005]在改性膨潤土的制備過程中，將麥芽糖加入到去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入稀土化合物、分散劑攪拌均勻得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入膨潤土混合均勻，其中膨潤土粒徑為10_30nm，置于微波反應(yīng)器中在真空狀態(tài)進行微波處理，靜置至室溫得到稀土改性膨潤土。
[0006]優(yōu)選地，稀土化合物是指鑭、鈰、鐠及釹形成的金屬氧化物的一種或多種；
[0007]優(yōu)選地，稀土化合物為經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑活化處理的氧化鑭粉體、氯化釔粉體、氯化鐠粉體、硝酸鑭粉體的一種或多種。
[0008]優(yōu)選地，分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉及焦磷酸鈉的一種或多種。
[0009]優(yōu)選地，在改性膨潤土的制備過程中，按重量份將1-3份麥芽糖加入到20-30份去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入0.001-0.003份稀土化合物、0.0005-0.001份分散劑攪拌均勾得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入10-15份膨潤土混合均勾，其中膨潤土粒徑為10-30nm，置于微波反應(yīng)器中在真空狀態(tài)進行微波處理，其中在微波處理過程中，首先設(shè)定微波功率為300-400W，微波處理5-10min，靜置l_2min，繼續(xù)設(shè)定微波功率為400-450W，微波處理
2-4min，靜置l_3min，繼續(xù)設(shè)定微波功率為500-550W，微波處理l_2min，靜置l_2min，繼續(xù)設(shè)定微波功率為600-700W，微波處理l_2min，靜置至室溫得到稀土改性膨潤土。
[0010]優(yōu)選地，粉末丁腈橡膠、三元乙丙橡膠的重量比為60-64:32-36。
[0011]優(yōu)選地，粉末丁腈橡膠、硫磺及改性膨潤土的重量比為60-64:1-1.4:24_28。
[0012]優(yōu)選地，其原料按重量份數(shù)包括:丁腈橡膠60-64份，三元乙丙橡膠32-36份，鈦酸酯偶聯(lián)劑1.4-1.8份，硫磺1-1.4份，促進劑401ONA 1.2-1.4份，N，N，-間苯撐雙馬來酰亞胺1.5-1.8份，氧化鋅0.8-1.2份，改性納米二氧化鈦24-26份，改性膨潤土 24-28份，碳化硅晶須22-24份，納米氧化鋅24-26份，爐法炭黑32-36份，硬脂酸鈣1.2-1.6份，微晶石蠟1.4-1.8份，防老劑Affl.6-1.8份，防老劑RDl.2-1.4份，硬脂酸1.5-2份。
[0013]上述耐熱改性丁腈橡膠材料的制備方法如下:將粉末丁腈橡膠、硬脂酸放入密煉機中混煉均勻，混煉溫度為75-83°C ;將得到的物料與納米氧化鋅、三元乙丙橡膠、改性納米二氧化鈦、改性膨潤土、碳化硅晶須、爐法炭黑、N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硬脂酸鈣、微晶石蠟、防老劑AW、防老劑RD放入開煉機中混煉均勻，混煉溫度為80-85°C ;然后向得到的物料中加入硫磺、促進劑NS、氧化鋅混煉均勻，混煉溫度為90-98°C;采用雙螺桿擠出機擠出、切粒，然后在注塑機上注塑成型得到耐熱改性丁腈橡膠材料。
[0014]本發(fā)明通過添加丁苯粉末橡膠與三元乙丙橡膠，同時采用爐法炭黑、改性膨潤土纖維、改性納米二氧化鈦補強，硫磺、納米氧化鋅配合硫化，并與促進劑4010NA配合作用，制品力學(xué)性能優(yōu)異，耐老化性能顯著增強，并在配方中添加碳化硅晶須、鈦酸酯偶聯(lián)劑，碳化硅晶須具有均勻的橫截面及較完整的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，易于與鈦酸酯偶聯(lián)劑合、粉末丁腈橡膠及三元乙丙橡膠的界面粘合，相容性與粘結(jié)力好，應(yīng)力能從橡膠基體傳遞到纖維上，受外力強烈撞擊時上述結(jié)構(gòu)可以很好的承受應(yīng)力，改善橡膠的韌性，機械強度、撕裂強度優(yōu)異，使用壽命大大延長；且改性膨潤土成本低，耐沖擊強度高，作為天然增強材料，與粉末丁腈橡膠、納米氧化鋅、三元乙丙橡膠、鈦酸酯偶聯(lián)劑、碳化硅晶須、改性納米二氧化鈦共同作用，經(jīng)稀土改性后的膨潤土粉體表面性能發(fā)生改變，其中稀土元素外電子層結(jié)構(gòu)有較多未被電子填充的空軌道，可作為中心離子接受配位體的孤對電子，稀土元素獨特的外電子層結(jié)構(gòu)決定了其化合物具有很多奇特的功能，其多重空軌道可接受多種配體提供的孤對電子形成配位鍵，配位鍵的鍵能遠(yuǎn)大于采用傳統(tǒng)的偶聯(lián)劑改性的表面吸附力、物理纏繞力及范德華力，產(chǎn)品的力學(xué)性能，物料間的黏合性進一步增強，產(chǎn)品的耐熱性能優(yōu)異，成本低，安全環(huán)保。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種耐熱改性丁腈橡膠材料，其原料按重量份數(shù)包括:丁腈橡膠50份，三元乙丙橡膠40份，鈦酸酯偶聯(lián)劑I份，硫磺1.5份，促進劑4010NA1份，N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺2份，氧化鋅0.5份，改性納米二氧化鈦30份，改性膨潤土 20份，碳化硅晶須25份，納米氧化鋅23份，爐法炭黑40份，硬脂酸鈣I份，微晶石蠟2份，防老劑AWl.5份，防老劑RD2份，硬脂酸I份；
[0017]在改性膨潤土的制備過程中，按重量份將3份麥芽糖加入到20份去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入0.003份氧化鑭、0.0005份焦磷酸鈉攪拌均勻得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入15份膨潤土混合均勻，其中膨潤土粒徑為10-30nm，置于微波反應(yīng)器中在真空狀態(tài)進行微波處理，其中在微波處理過程中，首先設(shè)定微波功率為300W，微波處理lOmin，靜置lmin，繼續(xù)設(shè)定微波功率為450W，微波處理2min，靜置3min，繼續(xù)設(shè)定微波功率為500W，微波處理2min，靜置lmin，繼續(xù)設(shè)定微波功率為700W，微波處理lmin，靜置至室溫得到稀土改性膨潤土。
[0018]實施例2
[0019]本發(fā)明提出的一種耐熱改性丁腈橡膠材料，其原料按重量份數(shù)包括:丁腈橡膠80份，三元乙丙橡膠30份，鈦酸酯偶聯(lián)劑2份，硫磺0.5份，促進劑4010NA1.5份，N，N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺I份，氧化鋅2份，改性納米二氧化鈦20份，改性膨潤土 30份，碳化硅晶須20份，納米氧化鋅28份，爐法炭黑30份，硬脂酸鈣2份，微晶石蠟I份，防老劑AW2份，防老劑RDl份，硬脂酸2.5份；
[0020]在改性膨潤土的制備過程中，按重量份將I份麥芽糖加入到30份去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入0.001份稀土化合物、0.001份分散劑攪拌均勻得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入10份膨潤土混合均勻，其中膨潤土粒徑為