本發(fā)明涉及橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐油阻燃橡膠材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

油料生產(chǎn)企業(yè)所用的材料應(yīng)具備良好的耐油特性，然而橡膠材料屬于非極性物質(zhì)，根據(jù)相似相溶原理，橡膠材料往往易在油液中溶解，不利于橡膠材料在油料生產(chǎn)企業(yè)中使用，目前，工業(yè)上常用的方法是在橡膠材料中添加配合劑，所得的產(chǎn)品雖然耐油，但是性能不穩(wěn)定、價格較高，滿足不了需求；同時油料生產(chǎn)企業(yè)所用的橡膠材料時時都面臨易燃環(huán)境，這就要求橡膠材料還需要有高的阻燃特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐油阻燃橡膠材料及其制備方法，其所制備得到的耐油阻燃橡膠材料具有優(yōu)異的耐油性能和阻燃性能且同時具有良好的耐磨、耐候、抗撕裂性能。

本發(fā)明提出的一種耐油阻燃橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠65-85份、順丁橡膠30-50份、三元乙丙橡膠15-25份、熱塑性聚氨酯彈性體10-20份、相容劑5-15份、有機磷酸酯10-20份、磷酸三甲酯1-10份、高耐磨炭黑N330 5-15份、海泡石粉15-20份、硬質(zhì)陶土10-20份、滑石粉10-15份、氧化鎂5-10份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 2-4份、硫磺粉1.5-2份、過氧化二異丙苯0.5-1份、促進劑DM 1.5-2.5份、促進劑TMTD 1-2份、偏苯三酸三辛酯5-10份、檸檬酸三丁酯3-5份、防老劑RD 2.5-3.5份、防老劑4020 1-2份。

優(yōu)選地，所述丁腈橡膠是由重量配比為1:1-3的丁腈橡膠NBR-18和丁腈橡膠NBR-26組成。

優(yōu)選地，所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯共聚形成，其中乙叉降冰片烯的含量為10-18wt％。

優(yōu)選地，所述相容劑是通過將聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混制備形成，其中所述聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物是將聚丙烯和丙烯酸羥乙酯在過氧化物作為交聯(lián)劑的條件下，加熱至170-190℃熔融接枝反應(yīng)形成。

優(yōu)選地，所述有機磷酸酯是通過將三氯氧磷與丙烯醇以及甲醇反應(yīng)得到丙烯基二甲基磷酸酯后再進行烯烴聚合形成。

優(yōu)選地，所述有機磷酸酯的制備方法包括：按重量份將10份三氯氧磷加入50-70份乙醚中攪拌均勻，降溫至0-5℃后加入4-5份丙烯醇和8-10份三乙胺攪拌反應(yīng)5-8h，再加入5-7份甲醇和4-12份三乙胺攪拌反應(yīng)2-4h，抽濾，減壓蒸餾，得到丙烯基二甲基磷酸酯；將丙烯基二甲基磷酸酯加入20-30份水中攪拌均勻，升溫至85-105℃后加入1-3份過硫酸鉀和1-3份司班-60攪拌聚合，反應(yīng)1-2h后冷卻至室溫，抽濾，洗滌，干燥，得到所述有機磷酸酯。

優(yōu)選地，其原料按重量份包括：丁腈橡膠70-80份、順丁橡膠35-45份、三元乙丙橡膠18-22份、熱塑性聚氨酯彈性體14-16份、相容劑8-12份、有機磷酸酯13-17份、磷酸三甲酯4-6份、高耐磨炭黑N330 8-12份、海泡石粉17-18份、硬質(zhì)陶土14-16份、滑石粉12-13份、氧化鎂7-8份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 2-3份、硫磺粉1.7-1.8份、過氧化二異丙苯0.7-0.8份、促進劑DM 1.8-2.1份、促進劑TMTD 1.3-1.6份、偏苯三酸三辛酯7-8份、檸檬酸三丁酯4-5份、防老劑RD 2.9-3.2份、防老劑4020 1.2-1.8份。

一種耐油阻燃橡膠材料的制備方法，包括：將丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體、相容劑、有機磷酸酯、磷酸三甲酯投入密煉機中進行密煉，密煉均勻后，得到物料A；向物料A中加入高耐磨炭黑N330、海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉、氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-137、偏苯三酸三辛酯、檸檬酸三丁酯、防老劑RD、防老劑4020進行混煉，混煉均勻后，抽真空擠出得到物料B；向物料B中加入硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD進行混煉，混煉均勻后投入到硫化機進行硫化，然后排膠，出片，靜置冷卻，得到所述耐油阻燃橡膠材料。

優(yōu)選地，硫化溫度為180-190℃，硫化時間為0.5-1h，硫化過程中的攪拌速度為100-120rpm。

本發(fā)明采用丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體作為主料，使本發(fā)明所述橡膠材料具備優(yōu)良的耐油、耐候性能，同時強度高、抗撕裂性能強；其中，為了提高熱塑性聚氨酯彈性與三元乙丙橡膠、順丁橡膠等的相似相容性能，本發(fā)明中加入的相容劑通過聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混得到，由于接枝共聚物中接枝部分的羥基和聚氨酯預(yù)聚體中的異氰酸酯基之間可以發(fā)生縮合反應(yīng)，生成一種同時含有聚丙烯主鏈和聚氨酯側(cè)鏈的大分子增溶劑，由此使得增溶劑的聚丙烯主鏈可以與三元乙丙橡膠、順丁橡膠等良好結(jié)合，同時相容劑的中聚氨酯側(cè)鏈又可以和聚氨酯彈性體相結(jié)合，即該增溶劑能夠顯著提高聚丙烯和聚氨酯彈性體之間的結(jié)合，使得本發(fā)明中的各主料能夠形成良好相容，從而以利于得到具有致密結(jié)構(gòu)的耐油橡膠主體；此后本發(fā)明中為了提高橡膠材料的阻燃性能，通過加入由丙烯基二甲基磷酸酯經(jīng)烯烴聚合后的有機磷酸酯，一方面有機磷酸酯中包含的聚烯烴結(jié)構(gòu)，可以經(jīng)上述相容劑的作用從而與橡膠主料形成良好結(jié)合，這種突出的優(yōu)點解決了傳統(tǒng)的氫氧化物阻燃劑帶來的析出問題，在不影響橡膠材料主體的耐油致密性的前提下，還能夠賦予橡膠材料良好的阻燃性能；另一方面，本發(fā)明中將上述有機磷酸酯與磷酸三甲酯形成良好復(fù)配得到了一種阻燃和協(xié)效于一體的高效高分子基阻燃劑，從而大幅提高本發(fā)明的阻燃效果；此外，本發(fā)明中添加氧化鎂作為補強填充劑，使本發(fā)明具備極佳的強度、耐候性能，而海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉能夠在橡膠分子的“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”中充分填充，進一步增強了本發(fā)明的強度；檸檬酸三丁酯提高了補強填充劑在主料中的溶解度和分散性；而硅烷偶聯(lián)劑A-137的添加使上述補強填充劑均勻地分散在本發(fā)明之中，大大增強了本發(fā)明的耐磨性能和強度；以硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD構(gòu)成的硫化體系具有能夠顯著提高各種原料分子間交聯(lián)程度，促進橡膠分子間“網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”生成，從而大大提高本發(fā)明的強度、耐油性能和耐候性；偏苯三酸三辛酯能夠提高本發(fā)明的柔韌度性和可塑性，使本發(fā)明易于加工使用；防老劑RD和防老劑4020則增強了本發(fā)明的抗氧化、耐老化性能，延長本發(fā)明的使用壽命。

具體實施方式

下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。

實施例1

本發(fā)明提出的一種耐油阻燃橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠65份、順丁橡膠50份、三元乙丙橡膠15份、熱塑性聚氨酯彈性體20份、相容劑5份、有機磷酸酯20份、磷酸三甲酯1份、高耐磨炭黑N330 1份、海泡石粉15份、硬質(zhì)陶土20份、滑石粉10份、氧化鎂10份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 2份、硫磺粉2份、過氧化二異丙苯0.5份、促進劑DM 2.5份、促進劑TMTD 1份、偏苯三酸三辛酯10份、檸檬酸三丁酯3份、防老劑RD 3.5份、防老劑4020 1份；

其中，所述丁腈橡膠是由重量配比為1:1的丁腈橡膠NBR-18和丁腈橡膠NBR-26組成；所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯共聚形成，其中乙叉降冰片烯的含量為18wt％；所述相容劑是通過將聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混制備形成，其中所述聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物是將聚丙烯和丙烯酸羥乙酯在過氧化物作為交聯(lián)劑的條件下，加熱至170℃熔融接枝反應(yīng)形成；

所述有機磷酸酯的制備方法包括：按重量份將10份三氯氧磷加入50份乙醚中攪拌均勻，降溫至5℃后加入4份丙烯醇和10份三乙胺攪拌反應(yīng)5h，再加入7份甲醇和4份三乙胺攪拌反應(yīng)4h，抽濾，減壓蒸餾，得到丙烯基二甲基磷酸酯；將丙烯基二甲基磷酸酯加入20份水中攪拌均勻，升溫至105℃后加入1份過硫酸鉀和3份司班-60攪拌聚合，反應(yīng)1h后冷卻至室溫，抽濾，洗滌，干燥，得到所述有機磷酸酯。

本實施例中，所述的耐油阻燃橡膠材料的制備方法，包括：將丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體、相容劑、有機磷酸酯、磷酸三甲酯投入密煉機中進行密煉，密煉均勻后，得到物料A；向物料A中加入高耐磨炭黑N330、海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉、氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-137、偏苯三酸三辛酯、檸檬酸三丁酯、防老劑RD、防老劑4020進行混煉，混煉均勻后，抽真空擠出得到物料B；向物料B中加入硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD進行混煉，混煉均勻后投入到硫化機進行硫化，硫化溫度為180℃，硫化時間為1h，硫化過程中的攪拌速度為100rpm，然后排膠，出片，靜置冷卻，得到所述耐油阻燃橡膠材料。

實施例2

本發(fā)明提出的一種耐油阻燃橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠85份、順丁橡膠30份、三元乙丙橡膠25份、熱塑性聚氨酯彈性體10份、相容劑15份、有機磷酸酯10份、磷酸三甲酯10份、高耐磨炭黑N330 5份、海泡石粉20份、硬質(zhì)陶土10份、滑石粉15份、氧化鎂5份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 4份、硫磺粉1.5份、過氧化二異丙苯1份、促進劑DM 1.5份、促進劑TMTD 2份、偏苯三酸三辛酯5份、檸檬酸三丁酯5份、防老劑RD 2.5份、防老劑4020 2份；

其中，所述丁腈橡膠是由重量配比為1:3的丁腈橡膠NBR-18和丁腈橡膠NBR-26組成；所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯共聚形成，其中乙叉降冰片烯的含量為10wt％；所述相容劑是通過將聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混制備形成，其中所述聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物是將聚丙烯和丙烯酸羥乙酯在過氧化物作為交聯(lián)劑的條件下，加熱至190℃熔融接枝反應(yīng)形成；

所述有機磷酸酯的制備方法包括：按重量份將10份三氯氧磷加入70份乙醚中攪拌均勻，降溫至0℃后加入5份丙烯醇和8份三乙胺攪拌反應(yīng)8h，再加入5份甲醇和12份三乙胺攪拌反應(yīng)2h，抽濾，減壓蒸餾，得到丙烯基二甲基磷酸酯；將丙烯基二甲基磷酸酯加入30份水中攪拌均勻，升溫至85℃后加入3份過硫酸鉀和1份司班-60攪拌聚合，反應(yīng)2h后冷卻至室溫，抽濾，洗滌，干燥，得到所述有機磷酸酯。

本實施例中，所述的耐油阻燃橡膠材料的制備方法，包括：將丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體、相容劑、有機磷酸酯、磷酸三甲酯投入密煉機中進行密煉，密煉均勻后，得到物料A；向物料A中加入高耐磨炭黑N330、海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉、氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-137、偏苯三酸三辛酯、檸檬酸三丁酯、防老劑RD、防老劑4020進行混煉，混煉均勻后，抽真空擠出得到物料B；向物料B中加入硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD進行混煉，混煉均勻后投入到硫化機進行硫化，硫化溫度為190℃，硫化時間為0.5h，硫化過程中的攪拌速度為120rpm，然后排膠，出片，靜置冷卻，得到所述耐油阻燃橡膠材料。

實施例3

本發(fā)明提出的一種耐油阻燃橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠70份、順丁橡膠45份、三元乙丙橡膠18份、熱塑性聚氨酯彈性體16份、相容劑8份、有機磷酸酯17份、磷酸三甲酯4份、高耐磨炭黑N330 12份、海泡石粉17份、硬質(zhì)陶土16份、滑石粉12份、氧化鎂8份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 2份、硫磺粉1.8份、過氧化二異丙苯0.7份、促進劑DM 2.1份、促進劑TMTD 1.3份、偏苯三酸三辛酯8份、檸檬酸三丁酯4份、防老劑RD 3.2份、防老劑40201.2份；

其中，所述丁腈橡膠是由重量配比為1:2的丁腈橡膠NBR-18和丁腈橡膠NBR-26組成；所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯共聚形成，其中乙叉降冰片烯的含量為14wt％；所述相容劑是通過將聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混制備形成，其中所述聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物是將聚丙烯和丙烯酸羥乙酯在過氧化物作為交聯(lián)劑的條件下，加熱至180℃熔融接枝反應(yīng)形成；

所述有機磷酸酯的制備方法包括：按重量份將10份三氯氧磷加入60份乙醚中攪拌均勻，降溫至2℃后加入4.5份丙烯醇和9份三乙胺攪拌反應(yīng)6h，再加入6份甲醇和8份三乙胺攪拌反應(yīng)3h，抽濾，減壓蒸餾，得到丙烯基二甲基磷酸酯；將丙烯基二甲基磷酸酯加入25份水中攪拌均勻，升溫至95℃后加入2份過硫酸鉀和2份司班-60攪拌聚合，反應(yīng)1.5h后冷卻至室溫，抽濾，洗滌，干燥，得到所述有機磷酸酯。

本實施例中，所述的耐油阻燃橡膠材料的制備方法，包括：將丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體、相容劑、有機磷酸酯、磷酸三甲酯投入密煉機中進行密煉，密煉均勻后，得到物料A；向物料A中加入高耐磨炭黑N330、海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉、氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-137、偏苯三酸三辛酯、檸檬酸三丁酯、防老劑RD、防老劑4020進行混煉，混煉均勻后，抽真空擠出得到物料B；向物料B中加入硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD進行混煉，混煉均勻后投入到硫化機進行硫化，硫化溫度為185℃，硫化時間為0.7h，硫化過程中的攪拌速度為110rpm，然后排膠，出片，靜置冷卻，得到所述耐油阻燃橡膠材料。

實施例4

本發(fā)明提出的一種耐油阻燃橡膠材料，其原料按重量份包括：丁腈橡膠80份、順丁橡膠35份、三元乙丙橡膠22份、熱塑性聚氨酯彈性體14份、相容劑12份、有機磷酸酯13份、磷酸三甲酯6份、高耐磨炭黑N330 8份、海泡石粉18份、硬質(zhì)陶土14份、滑石粉13份、氧化鎂7份、硅烷偶聯(lián)劑A-137 3份、硫磺粉1.7份、過氧化二異丙苯0.8份、促進劑DM 1.8份、促進劑TMTD 1.6份、偏苯三酸三辛酯7份、檸檬酸三丁酯5份、防老劑RD 2.9份、防老劑40201.8份；

其中，所述丁腈橡膠是由重量配比為1:2的丁腈橡膠NBR-18和丁腈橡膠NBR-26組成；所述三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯和乙叉降冰片烯共聚形成，其中乙叉降冰片烯的含量為15wt％；所述相容劑是通過將聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物和端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體熔融共混制備形成，其中所述聚丙烯-丙烯酸羥乙酯接枝共聚物是將聚丙烯和丙烯酸羥乙酯在過氧化物作為交聯(lián)劑的條件下，加熱至185℃熔融接枝反應(yīng)形成；

所述有機磷酸酯的制備方法包括：按重量份將10份三氯氧磷加入55份乙醚中攪拌均勻，降溫至3℃后加入4.2份丙烯醇和9.5份三乙胺攪拌反應(yīng)7h，再加入6.5份甲醇和6份三乙胺攪拌反應(yīng)2.5h，抽濾，減壓蒸餾，得到丙烯基二甲基磷酸酯；將丙烯基二甲基磷酸酯加入24份水中攪拌均勻，升溫至90℃后加入1.5份過硫酸鉀和2.5份司班-60攪拌聚合，反應(yīng)1.3h后冷卻至室溫，抽濾，洗滌，干燥，得到所述有機磷酸酯。

本實施例中，所述的耐油阻燃橡膠材料的制備方法，包括：將丁腈橡膠、順丁橡膠、三元乙丙橡膠、熱塑性聚氨酯彈性體、相容劑、有機磷酸酯、磷酸三甲酯投入密煉機中進行密煉，密煉均勻后，得到物料A；向物料A中加入高耐磨炭黑N330、海泡石粉、硬質(zhì)陶土、滑石粉、氧化鎂、硅烷偶聯(lián)劑A-137、偏苯三酸三辛酯、檸檬酸三丁酯、防老劑RD、防老劑4020進行混煉，混煉均勻后，抽真空擠出得到物料B；向物料B中加入硫磺粉、過氧化二異丙苯、促進劑DM、促進劑TMTD進行混煉，混煉均勻后投入到硫化機進行硫化，硫化溫度為188℃，硫化時間為0.8h，硫化過程中的攪拌速度為115rpm，然后排膠，出片，靜置冷卻，得到所述耐油阻燃橡膠材料。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。