一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]橡膠材料是一種在大變形下能迅速恢復(fù)形變的高分子材料，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡娜沼?、醫(yī)用提供輕工橡膠產(chǎn)品；為采掘、交通、建筑、機(jī)械、電子等重工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)提供各種橡膠制生產(chǎn)設(shè)備或橡膠部件，應(yīng)用十分廣泛。近年來，橡膠工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)橡膠制品提出了更高的要求，橡膠材料必須向著功能化、精細(xì)化和多元化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的單一橡膠材料已不能完全滿足迅速發(fā)展的使用要求。橡膠屬于彈性體缺乏結(jié)晶能力，分子間作用力小，自由體積大，所以其強(qiáng)度、硬度、耐磨及疲勞等性能不高，所以要對(duì)橡膠經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)，提高其性能。橡膠工業(yè)最傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng)劑一直是炭黑和白炭黑，雖然具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，但是這兩種補(bǔ)強(qiáng)劑都具有很低的視密度，在向橡膠中添加時(shí)，極易產(chǎn)生飛揚(yáng)，加工污染性重，同時(shí)加工時(shí)間長(zhǎng)，混煉能耗大，且炭黑補(bǔ)強(qiáng)制品為單一的黑色，而且這兩種補(bǔ)強(qiáng)劑很難賦予制品更高的硬度、更好的耐透氣性等等。
[0003]石墨是一種層狀材料，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能，在剝離狀態(tài)下?lián)碛蟹浅８叩男螤钕禂?shù)，石墨是比強(qiáng)度最高的材料之一，而且擁有獨(dú)特的功能特性，如導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，并且成本低，作為橡膠的增強(qiáng)材料能夠提高其摩擦學(xué)性能，但是由于石墨材料本身的惰性性質(zhì)及其層片間具有的范德華力，直接的加入到橡膠中會(huì)大大降低其機(jī)械性能，降低使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成:二苯基硅二醇2-3、三聚氰胺4-5、微晶纖維素1-2、谷殼灰16-20、防老劑AW2-3、二叔丁基過氧化物1_2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸鈉0.7_1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚苯顆粒8_9、氧化鎂2_4、重質(zhì)碳酸鈣13-17。
[0006]所述一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將微晶纖維素用5-7倍去離子水溶解，加入谷殼灰超聲分散均勻，將多孔碳酸鈣在200-250° C下煅燒0.5-lh后加到谷殼灰分散液中混合攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中烘干，研磨分散備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進(jìn)行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維；
(3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(I)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進(jìn)行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風(fēng)干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用；
(4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機(jī)中，升溫至90-100° C，以100-200r/min的速度密煉3-5min，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物、三聚氰胺和二叔丁基過氧化物，升溫至120-140° C，以400-600r/min的速度密煉10_15min，再加入其余剩余物質(zhì)以200_400r/min的速度密煉5-7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明采用具有比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱、導(dǎo)電和減磨性能好的石墨作為增強(qiáng)材料，因直接加到橡膠中會(huì)大大降低機(jī)械性能，降低使用壽命，本發(fā)明將石墨加到聚丙烯腈的紡絲液中，通過紡絲、氧化、炭化的方式得到石墨負(fù)載的聚丙烯腈碳纖維，通過液體丁腈橡膠吸附附著在其表面，防止了過度的聚集，然后共混共沉得到橡膠母粒，再和生膠混煉得到的橡膠材料具有優(yōu)良的強(qiáng)度、抗疲勞性、導(dǎo)熱、減磨、耐腐蝕等特性，添加的多孔碳酸鈣和谷殼灰等協(xié)同作用，大大提高了橡膠材料的高強(qiáng)、阻燃、耐磨、耐腐蝕等性能，本發(fā)明的橡膠材料拉伸性能、磨耗性能及阻燃性能好，而且生產(chǎn)成本低，易于實(shí)施。
【具體實(shí)施方式】
[0008]—種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，由以下重量份(公斤)的原料制備制成:二苯基硅二醇
2、三聚氰胺4、微晶纖維素1、谷殼灰16、防老劑AW2、二叔丁基過氧化物1、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸鈉0.7、液體丁腈橡膠42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡膠52、丁苯橡膠20、聚苯顆粒8、氧化鎂2、重質(zhì)碳酸鈣13。
[0009]所述一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，由下列具體步驟制備制成:
(1)將微晶纖維素用5倍去離子水溶解，加入谷殼灰超聲分散均勻，將多孔碳酸鈣在200° C下煅燒0.5h后加到谷殼灰分散液中混合攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中烘干，研磨分散備用；
(2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進(jìn)行攪拌打漿，濃度控制在16%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維；
(3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(I)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進(jìn)行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風(fēng)干燥箱中于50 ° C下干燥24h，冷卻后備用;
(4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機(jī)中，升溫至90°C，以lOOr/min的速度密煉3min，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物、三聚氰胺和二叔丁基過氧化物，升溫至120° C，以400r/min的速度密煉lOmin，再加入其余剩余物質(zhì)以200r/min的速度密煉5min，薄通4次，得到橡膠材料。
[0010]按照實(shí)施例制備的橡膠材料對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下:
硬度(A):51，拉伸強(qiáng)度(MPa):3.1，100%定伸應(yīng)力(MPa):1.6，斷裂伸長(zhǎng)率(％):474，扯斷永久變形(％):5，撕裂強(qiáng)度(KN/m):32.9，摩擦系數(shù):0.8，體積磨損量(mm3):6.7。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，其特征在于，由以下重量份的原料制備制成:二苯基硅二醇2-3、三聚氰胺4-5、微晶纖維素1-2、谷殼灰16-20、防老劑AW2-3、二叔丁基過氧化物1-2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3_4、十二烷基硫酸鈉0.7_1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚苯顆粒8_9、氧化鎂2_4、重質(zhì)碳酸鈣13-17。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，其特征在于，由下列具體步驟制備制成: (1)將微晶纖維素用5-7倍去離子水溶解，加入谷殼灰超聲分散均勻，將多孔碳酸鈣在200-250° C下煅燒0.5-lh后加到谷殼灰分散液中混合攪拌均勻，然后加到真空干燥箱中烘干，研磨分散備用； (2)將聚丙烯腈加到二甲基亞砜溶液中，進(jìn)行攪拌打漿，濃度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合攪拌均勻，將石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去離子水，再加入十二烷基硫酸鈉繼續(xù)超聲攪拌均勻，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室溫下攪拌2-3h，經(jīng)過濾、靜置脫泡、紡絲、碳化得到聚丙烯腈復(fù)合纖維； (3)將步驟(3)制得復(fù)合纖維短切后和步驟(I)制備的產(chǎn)物、液體丁腈橡膠混合，再加入lwt%的氯化鈣水溶液進(jìn)行絮凝，經(jīng)洗滌并在鼓風(fēng)干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷卻后備用； (4)將丁腈橡膠和丁苯橡膠加到密煉機(jī)中，升溫至90-100°C，以100-200r/min的速度密煉3-5min，加入步驟(3)制備的產(chǎn)物、三聚氰胺和二叔丁基過氧化物，升溫至120-140° C，以400-600r/min的速度密煉10_15min，再加入其余剩余物質(zhì)以200_400r/min的速度密煉5-7min，薄通4_6次，得到橡膠材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度阻燃橡膠材料，由以下重量份的原料制備制成：二苯基硅二醇2-3、三聚氰胺4-5、微晶纖維素1-2、谷殼灰16-20、防老劑AW2-3、二叔丁基過氧化物1-2、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸鈉0.7-1、液體丁腈橡膠42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡膠52-60、丁苯橡膠20-25、聚苯顆粒8-9、氧化鎂2-4、重質(zhì)碳酸鈣13-17；本發(fā)明的橡膠材料拉伸性能、磨耗性能及阻燃性能好，而且生產(chǎn)成本低，易于實(shí)施。
【IPC分類】C08K5/14, C08K3/26, C08K13/04, C08K3/04, C08L1/04, C08K5/3492, C08L9/06, C08L9/02, C08K7/06
【公開號(hào)】CN105384990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510887430
【發(fā)明人】張慶
【申請(qǐng)人】安徽創(chuàng)奇樂智能游樂設(shè)備有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日