一種高強(qiáng)度高耐油丁腈橡膠組合物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高耐油的丁腈橡膠組合物及其制備方法，通過(guò)將液相丙烯腈單體加入到丁腈橡膠中，在丁腈橡膠硫化的過(guò)程中使丙烯腈聚合成為聚丙烯腈，由于液相丙烯腈單體對(duì)丁腈橡膠有溶脹作用和溶解作用，丙烯腈單體將擴(kuò)散到丁腈橡膠分子鏈間，聚合后的聚丙烯腈與丁腈橡膠形成穩(wěn)定的IPN互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終形成高強(qiáng)度高耐油的丁腈橡膠組合物。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高強(qiáng)度高耐油丁腈橡膠組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橡膠組合物制備方法，尤其涉及一種高強(qiáng)度高耐油丁腈橡膠組合物的制備方法，屬于高分子化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前汽車(chē)行業(yè)、密封行業(yè)以及工程機(jī)械行業(yè)對(duì)丁腈橡膠的性能要求越來(lái)越高，特別是對(duì)于強(qiáng)度和耐油性能，現(xiàn)有的丁腈橡膠由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐油性能和加工性能，被廣泛地應(yīng)用于這些行業(yè)。但是現(xiàn)有的常規(guī)的丁腈橡膠由于所含腈基有限，在很多對(duì)耐油性能以及強(qiáng)度等有更高要求的場(chǎng)合并不適用。
[0003]近年來(lái)人們?cè)诙‰嫦鹉z耐油性和高強(qiáng)度化上做了很多研究，也開(kāi)發(fā)出許多具有耐油性能或是高強(qiáng)度的丁腈橡膠產(chǎn)品。CN200410093146.1提到一種高阻尼耐油性橡膠組合物，提供了一種以聚降冰片烯橡膠為主體的高阻尼耐油性橡膠組合物，具有較好的耐油性能。但是該方法是以?xún)煞N固態(tài)橡膠進(jìn)行混合，兩種橡膠的分子鏈相互獨(dú)立，因此耐油性能和力學(xué)強(qiáng)度有限，同時(shí)穩(wěn)定性較差。CN200810216289.5提到一種耐油橡膠組合物的制備方法，包括三元乙丙生膠，液體丁腈橡膠、交聯(lián)助劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和硫化劑，并且所述交聯(lián)助劑為含有過(guò)氧基和苯甲?；慕宦?lián)助劑。該方法使用了液體丁腈增強(qiáng)三元乙丙橡膠的耐油性，并使用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化，制得了有一定耐油性能的橡膠組合物，但該方法制得的橡膠組合物的耐油性能有限，仍無(wú)法滿足高耐油行業(yè)的需要。
[0004]以上現(xiàn)有技術(shù)制備的丁腈橡膠，腈基含量有限，無(wú)法滿足高耐油耐溶劑以及高強(qiáng)度的需求，此外，在現(xiàn)有的技術(shù)制備的高腈含量丁腈橡膠，在腈基含量高時(shí)，腈基在分子中的分布變得不夠均勻，使得腈基分布較少的部分強(qiáng)度和耐溶劑性能下降。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)制備的丁腈橡膠，再與聚丙烯腈進(jìn)行機(jī)械復(fù)合制備出高腈含量的丁腈橡膠組合物中，聚丙烯腈分子和丁腈橡膠分子鏈相對(duì)獨(dú)立，結(jié)合強(qiáng)度低，同時(shí)，由于聚丙烯腈熔點(diǎn)高，與丁腈橡膠復(fù)合時(shí)是以固相與固 相進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合效果很差，大部分聚丙烯腈都是以獨(dú)立的島相存在于丁腈橡膠中，不但不能起到增強(qiáng)的效果，還會(huì)由于聚丙烯腈的存在，使得丁腈橡膠中出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)，降低組合物的物理機(jī)械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度高耐油的丁腈橡膠組合物及其制備方法，通過(guò)將液相丙烯腈單體加入到丁腈橡膠中，在丁腈橡膠硫化的過(guò)程中使丙烯腈聚合成為聚丙烯腈，由于液相丙烯腈單體對(duì)丁腈橡膠有溶脹作用和溶解作用，丙烯腈單體將擴(kuò)散到丁腈橡膠分子鏈間，聚合后的聚丙烯腈與丁腈橡膠形成穩(wěn)定的IPN互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終形成高強(qiáng)度高耐油的丁腈橡膠組合物。
[0006]本發(fā)明所述的高強(qiáng)度高耐油丁腈橡膠組合物，以重量計(jì)，含有100份丁腈橡膠，I~50份丙烯腈單體和I~10份自由基引發(fā)劑。
[0007]所述的高強(qiáng)度高耐油丁腈橡膠組合物的制備方法為:[0008]a.以丁腈橡膠總量為100重量份計(jì)，將100份丁腈橡膠，I~50份丙烯腈單體，I~10份自由基引發(fā)劑，以及其它橡膠加工助劑置于混煉設(shè)備中進(jìn)行充分混煉，停放或不停放均可；
[0009]b.將a)中的混煉膠進(jìn)行硫化成型，得到高強(qiáng)度高耐油的丁腈橡膠組合物。
[0010]本發(fā)明所述的丁腈橡膠，可以是各種結(jié)合腈和各種門(mén)尼的丁腈橡膠，但液體丁腈除外。
[0011]本發(fā)明所述的自由基引發(fā)劑是可以引發(fā)丙烯腈聚合以及丁腈橡膠硫化的引發(fā)劑，其中包括但不限于:過(guò)氧化氫異丙苯、過(guò)氧化氫二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化異丙基正丁酯、過(guò)氧化異丙基叔丁酯、偶氮二異丁腈等。其中優(yōu)選為過(guò)氧化氫二異丙苯以及過(guò)氧化苯甲酰。
[0012]本發(fā)明所述的充分混煉，采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的橡膠混煉工藝，所使用的混煉設(shè)備為橡塑加工工業(yè)中通用共混設(shè)備，可以使用開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)等。
[0013]本發(fā)明所述的硫化成型，并不受硫化工藝的影響，可以平板硫化，注壓流化，硫化罐硫化、個(gè)體硫化機(jī)硫化等。本發(fā)明對(duì)混煉膠的硫化過(guò)程并不做特別限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的硫化技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所期望達(dá)到的效果。本發(fā)明中硫化溫度最好為160~180°C,硫化時(shí)間最好為5~15min。
[0014]本發(fā)明所述的其它橡膠加工助劑是指橡膠加工過(guò)程中除硫化劑和促進(jìn)劑外常用的助劑，可以有補(bǔ)強(qiáng)劑，包括炭黑、白炭黑等，防老劑，助交聯(lián)劑，增塑劑以及其它助劑等。
[0015]其中，補(bǔ)強(qiáng)劑可以是各種牌號(hào)的炭黑，或白炭黑，加入量為I~120份，優(yōu)選為30~100份，更優(yōu)選為40~90份，防老劑為各種橡膠用商品防老劑，加入量為O~8份，優(yōu)選為I~3份。其它助劑可以有O~20份氧化鋅，優(yōu)選為I~10份；硬酯酸O~6份，優(yōu)選為I~2份；助硫化劑可以是 三烯丙基異三聚氰酸酯(TAIC)，用量為O~10份，優(yōu)選為I~5份。
[0016]本發(fā)明的特點(diǎn)在于:
[0017]1.由于液體丙烯腈可以和丁腈橡膠均勻混合，小分子的丙烯腈會(huì)填充到丁腈橡膠分子間隙中。并且由于丙烯腈在有過(guò)氧化物存在的情況下，可以很快的進(jìn)行聚合成為聚丙烯腈，這個(gè)反應(yīng)在80°C以上就可以順利進(jìn)行，因此在橡膠用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化的過(guò)程中，填充到丁腈橡膠分子間隙中的丙腈烯會(huì)很快的聚合成為聚丙烯腈，同時(shí)由于丁腈橡膠上存在著活潑的雙鍵，一部分聚丙烯腈會(huì)接技到丁腈橡膠主鍵上，最終會(huì)形成穩(wěn)定的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0018]2.將腈基以互穿網(wǎng)絡(luò)的方法引入丁腈橡膠中，可以得到穩(wěn)定的高腈基含量的丁基橡膠組合物。該組合物由于聚丙烯腈以互穿網(wǎng)絡(luò)的方式存在于丁腈橡膠中，使得所得組合物具有較高的強(qiáng)度、硬度和耐溶劑性。
[0019]3.本發(fā)明將液體丙烯腈直接加入丁腈橡膠中，以液-固形式進(jìn)行混合，混合效果優(yōu)異，硫化過(guò)程中丙烯腈原位聚合，可以形成分散均勻的丙烯腈和丁腈橡膠的組合物。
[0020]4.本發(fā)明與現(xiàn)有的丁腈橡膠加工工藝相比，由于聚丙烯腈的合成是在硫化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，沒(méi)有額外增加工藝流程，直接使用現(xiàn)有的丁腈橡膠加工工藝即可實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】[0021]實(shí)施例和對(duì)比例所提到的份數(shù)均是質(zhì)量份數(shù)，混煉并硫化后樣品的耐油性按GB1690-2006標(biāo)準(zhǔn)所述方法測(cè)試，拉伸強(qiáng)度按GB 528-98標(biāo)準(zhǔn)所述方法測(cè)試，硬度按GB1698-2003標(biāo)準(zhǔn)所述方法測(cè)試。
[0022]實(shí)施例1
[0023]配方如下:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種丁腈橡膠組合物，以重量計(jì)，其特征在于含有100份丁腈橡膠，I~50份丙烯腈單體和I~10份自由基引發(fā)劑。
2.如權(quán)利要求1所述的橡膠組合物，其特征在于所述的自由基引發(fā)劑選自過(guò)氧化氫異丙苯、過(guò)氧化氫二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化異丙基正丁酯、過(guò)氧化異丙基叔丁酯、偶氮二異丁腈。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的自由基引發(fā)劑選自過(guò)氧化氫二異丙苯或過(guò)氧化苯甲酰。
4.一種如權(quán)利要求1所述丁腈橡膠組合物的制備方法，其特征在于: a.以重量計(jì)，將100份丁腈橡膠，I~50份丙烯腈單體，I~10份自由基引發(fā)劑加入混煉設(shè)備中進(jìn)行充分混煉，停放或不停放； b.將a)中的混煉膠進(jìn)行硫化成型，得到丁腈橡膠組合物。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述的混煉設(shè)備為開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)。
6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于在混煉設(shè)備中加入硫化劑、促進(jìn)劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、防老劑、助交聯(lián)劑、增塑劑或其它助劑。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于所述的補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑、白炭黑，加入量為I~120份。
8.如權(quán)利要 求6所述的制備方法，其特征在于所述的防老劑加入量為O~8份。
【文檔編號(hào)】C08L9/02GK103819762SQ201210464719
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月16日
【發(fā)明者】吳宇, 樊潔, 曹鳳霞, 胡海華, 李波, 宋中勤, 何連成, 趙洪國(guó), 李晶, 張?jiān)獕? 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司