[发明专利]一种丁腈橡胶复合改性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性材料领域，具体涉及一种丁腈橡胶复合改性材料及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈采用低温乳液聚合法生产制得的，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强、良好的耐水性、气密性及优良。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低劣，弹性稍低。丁腈橡胶广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。

随着人们对材料抗应力开裂性能要求的不断提高，未经抗应力开裂改性的丁腈橡胶已难以满足需求，因而，对丁腈橡胶进行抗应力开裂改性成为必要。现今对丁腈橡胶的抗应力开裂改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，丁腈橡胶的抗应力开裂性增加效果显著，使丁腈橡胶能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有抗应力开裂增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行抗应力开裂改性过程中，纳米材料分散不均会影响其抗应力开裂效果，得到的改性材料抗应力开裂性较差，对改性材料的生产和应用造成不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有复合改性材料抗应力开裂性较差的缺陷，提供一种丁腈橡胶复合改性材料及其制备方法；本发明将经过针对性改性处理的纳米玄武岩纤维与丁腈橡胶进行复合，并使纳米玄武岩纤维均匀分散在丁腈橡胶体系中，得到的复合改性材料抗应力开裂性能优异，有利于丁腈橡胶在更多领域中的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种丁腈橡胶复合改性材料，包括以下重量份原材料制备得到：40-50份的丁腈橡胶、15-20份的聚氨酯橡胶、15-20份的纳米玄武岩纤维、2-5份的改性剂、0.3-0.8份的偶联剂、2-5份的交联剂、5-10份的聚乙二醇。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，根据纳米玄武岩纤维和交联能增加树脂材料抗应力开裂性的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米玄武岩纤维与丁腈橡胶之间的相容性，并使纳米玄武岩纤维在丁腈橡胶中分散更均匀，使纳米玄武岩纤维对丁腈橡胶的抗应力开裂性增强作用更好，还通过控制丁腈橡胶的聚合度来使改性后的复合改性材料在抗应力开裂性与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的复合改性材料在具有优异的抗应力开裂性的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，其中，所述的纳米玄武岩纤维直径为1-10nm，长径比为2-10︰1；纳米玄武岩纤维长径比越大，分散性越差，纳米玄武岩纤维长径比越小，对丁腈橡胶的拉伸强度增强作用越差；优选的，所述的纳米玄武岩纤维直径为3-5nm，长径比为3-6︰1。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，其中，所述的改性剂为丙三醇三甘油酸酯与四异氰酸酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米玄武岩纤维与丁腈橡胶的相容性，又能在纳米玄武岩纤维表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中丙三醇三甘油酸酯与四异氰酸酯的物质的量之比为1︰1。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，其中，聚氨酯橡胶的聚合度越大，则交联后复合改性材料的抗应力开裂性越差，加工性越好，聚氨酯橡胶的聚合物越小，则交联后复合改性材料的抗应力开裂性越好，加工性越差，因此，选择合理的聚氨酯橡胶聚合度，是平衡抗应力开裂性和加工性的重要手段。所述的聚氨酯橡胶的聚合度为200-350；优选的，所述的聚氨酯橡胶的聚合度为250-300；最优的，所述的聚氨酯橡胶的聚合度为280；通过优选，得到的复合改性材料既具有优异的抗应力开裂性，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。

其中，所述的丁腈橡胶聚合度为1000-1500；优选的，所述丁腈橡胶的聚合度为1200-1300；最优选的，所述的丁腈橡胶的聚合度为1250；通过优选，得到的复合改性材料既具有优异的抗应力开裂性，也具有较好的加工性。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，其中，所述的偶联剂为氰基硅烷偶联剂；氰基硅烷能增加纳米玄武岩纤维与丁腈橡胶以及改性剂之间的相容性，提高复合改性材料的性能。

其中，所述的交联剂为乙烯亚胺，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高复合改性材料的抗应力开裂性。

上述一种丁腈橡胶复合改性材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高复合改性材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。