[发明专利]一种改性丁腈橡胶水润滑复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性丁腈橡胶水润滑复合材料及其制备方法，属于导电橡胶领域。由包括以下质量份数的组分制得：丁腈生胶100份、炭黑15～25份、氧化锌2～5份、硬脂酸0.5～2份、硫磺1～5份、二硫化四甲基秋兰姆0.5～0.8份、N‑环己基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺0.1～0.5份，端羟基聚丁二烯液体橡胶10～30份。本发明用HTPB液体橡胶改性NBR，制备含有HTPB的NBR复合材料，HTPB中的双键会在硫化机和促进剂的作用下，与NBR生胶中的双键发生交联共聚，形成更为致密的网络结构，交联程度增加，且引入侧链羟基基团，微观结构更为致密，且会提高复合材料的硬度、强度和耐磨性能。

技术领域

本发明涉及导电橡胶技术领域，尤其涉及一种改性丁腈橡胶水润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

丁腈橡胶(NBR)是丁二烯和丙烯腈的共聚物，其吸振性能好，加工工艺性能好，有着良好的摩擦磨损性能、抗磨粒磨损性能、疲劳磨损性能等性能，是目前主要使用的水润滑轴承材料，其最大优点就在于对泥沙不敏感，缺点是承载能力小，在高载低速情况下(边界和混合润滑条件)容易产生高磨损、甚至撕裂现象。

边界和混合润滑条件下，复合材料宏观摩擦磨损性能与材料的硬度、耐磨性能、表面亲水性等直接相关，因此要克服丁腈橡胶材料在作为水润滑轴承材料时的缺点，需要提高丁腈橡胶复合材料的承载能力(硬度和强度)、耐磨性能，降低低速下的摩擦系数(在低速下也要能形成水膜)，因此需要对丁腈橡胶材料进行改性。但是传统的改性方法为在丁腈橡胶中添加无机纤维、无机纳米粒子等填料，但是这些填料在增加丁腈橡胶硬度、强度的的同时，会显著降低材料的弹性，从而降低丁腈橡胶对泥沙等的包覆性能，降低了耐磨性能，且丁腈橡胶本身亲水性能较低，无机填料的加入也不能改善其亲水性能，无法降低水润滑低速下的摩擦系数。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性丁腈橡胶水润滑复合材料及其制备方法。本发明提供的导电丁腈橡胶强度高，水润滑下摩擦系数低，耐磨性能优异。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性丁腈橡胶水润滑复合材料，由包括以下质量份数的组分制得：丁腈生胶100份、炭黑15～25份、氧化锌2～5份、硬脂酸0.5～2份、硫磺1～5份、二硫化四甲基秋兰姆0.5～0.8份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.1～0.5份，端羟基聚丁二烯液体橡胶10～30份。

优选地，所述的改性丁腈橡胶水润滑复合材料由包括以下质量份数的组分制得：丁腈生胶100份、炭黑25份、氧化锌5份、硬脂酸1.2份、硫磺3份、二硫化四甲基秋兰姆0.6份、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.3份，端羟基聚丁二烯液体橡胶15～20份。

优选地，所述端羟基聚丁二烯液体橡胶的相对分子量为3000～4300。

本发明还提供了上述技术方案所述的改性丁腈橡胶水润滑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将丁腈生胶依次与炭黑、氧化锌和硬脂酸混合，进行密炼，得到密炼料；

将所述密炼料依次与硫磺、二硫化四甲基秋兰姆和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺混合进行开炼，得到NBR混炼胶；

将所述NBR混炼胶与端羟基聚丁二烯液体橡胶混合后依次进行动态硫化和平板硫化，得到所述改性丁腈橡胶水润滑复合材料。

优选地，所述动态硫化的温度为140℃，时间为至无液体物质。

优选地，所述动态硫化在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为60转/min。

优选地，所述动态硫化在双转子转矩流变仪中进行。

优选地，所述平板硫化的温度为160～180℃，压力为10～12MPa。

优选地，所述密炼的温度为60℃，时间为15～20min。