本发明涉及复合材料领域,具体涉及一种改性丁腈橡胶复合材料。
背景技术:
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物,丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称,其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶,此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性,但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差,而导电性动比较好,因而在橡胶工业中应用得广泛,丁腈橡胶的用途,主要应用于耐油制品,例如各种密封制品,其它还有作为pvc改性剂及与pvc并用做阻燃制品,与酚醛并用做结构胶粘剂,做抗静电好的橡胶制品等。
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。
现有技术存在以下不足:现有的复合材料弹性、强度、耐老化性、耐腐蚀性及加工性能较差,使用寿命较短。
因此,发明一种改性丁腈橡胶复合材料很有必要。
技术实现要素:
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种改性丁腈橡胶复合材料,包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶30-60份,硅橡胶30-60份,顺丁橡胶30-60份,纤维复合材料20-50份,纳米复合材料20-50份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵10-25份,硅烷偶联剂10-25份,软化剂10-25份,固化剂7-10份,硫化促进剂10-25份,防霉剂10-25份,老化防止剂5-8份,龟裂防止剂5-8份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯10-13份,沉淀二氧化硅15-18份,玻璃纤维15-18份,氯化石蜡5-8份,硫磺5-8份。
优选的,所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶30份,硅橡胶30份,顺丁橡胶30份,纤维复合材料20份,纳米复合材料20份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵10份,硅烷偶联剂10份,软化剂10份,固化剂7份,硫化促进剂10份,防霉剂10份,老化防止剂5份,龟裂防止剂5份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯10份,沉淀二氧化硅15份,玻璃纤维15份,氯化石蜡5份,硫磺5份。
优选的,所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶40份,硅橡胶40份,顺丁橡胶40份,纤维复合材料30份,纳米复合材料30份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵15份,硅烷偶联剂15份,软化剂15份,固化剂8份,硫化促进剂15份,防霉剂15份,老化防止剂6份,龟裂防止剂6份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯11份,沉淀二氧化硅16份,玻璃纤维16份,氯化石蜡6份,硫磺6份。
优选的,所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶50份,硅橡胶50份,顺丁橡胶50份,纤维复合材料40份,纳米复合材料40份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵20份,硅烷偶联剂20份,软化剂20份,固化剂9份,硫化促进剂20份,防霉剂20份,老化防止剂7份,龟裂防止剂7份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯12份,沉淀二氧化硅17份,玻璃纤维17份,氯化石蜡7份,硫磺7份。
优选的,所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶60份,硅橡胶60份,顺丁橡胶60份,纤维复合材料50份,纳米复合材料50份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵25,硅烷偶联剂25份,软化剂25份,固化剂10份,硫化促进剂25份,防霉剂25份,老化防止剂8份,龟裂防止剂8份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯13份,沉淀二氧化硅18份,玻璃纤维18份,氯化石蜡8份,硫磺8份。
还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
优选的,所述s6中混合和捏合时间控制在5-20分钟。
优选的,所述s9中炼胶时间控制在2-5分钟。
与现有技术相比,该一种改性丁腈橡胶复合材料的优点:
本发明通过将丁腈橡胶内加入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂,将丁腈橡胶进行改性,再将丁腈橡胶和硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料进行混合,通过向混合料中加入石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,增加橡胶混合料的内在结构,再通过向混合料中加入软化剂、固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,增加橡胶混合料的性能,再向橡胶混合料内加入硫磺和硫化促进剂,将橡胶混合料放入硫化机进行硫化得到改性丁腈橡胶复合材料,从而达到增加了改性丁腈橡胶复合材料的弹性、强度、耐老化性、耐腐蚀性和加工性能的性能效果。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1,本发明提供的一种改性丁腈橡胶复合材料,包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶30份,硅橡胶30份,顺丁橡胶30份,纤维复合材料20份,纳米复合材料20份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵10份,硅烷偶联剂10份,软化剂10份,固化剂7份,硫化促进剂10份,防霉剂10份,老化防止剂5份,龟裂防止剂5份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯10份,沉淀二氧化硅15份,玻璃纤维15份,氯化石蜡5份,硫磺5份;
还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强;
炼胶机型号为yx-230s,炼胶机用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
十六烷基三甲基溴化铵是一种季铵盐,有吸湿性,在酸性溶液中稳定,其他名称n,n,n-三甲基1-十六烷基溴化铵,鲸蜡三甲基溴化铵,阳性皂等;
硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的一种化学剂,主要用于玻璃纤维增强塑料,硅烷偶联剂的分子结构式一般为y-r-si(or)3,式中y一有机官能基,sior一硅烷氧基,硅烷氧基对无机物具有反应性,有机官能基对有机物具有反应性或相容性;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶;
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(c4h6)n,顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上;
纤维复合材料是指碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维;
纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
捏炼机型号为x(s)n-75×30,捏炼机用于橡胶、塑料的塑炼和混炼,也适用于对粘稠物料进行混合和捏合;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
软化剂又称柔软剂,用于增加纺织品、橡胶制品、皮革、纸张等的柔软性的物质;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合,混合和捏合时间控制在5分钟;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
石墨烯以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料;
沉淀二氧化硅俗称白炭黑,又称水合硅酸、轻质二氧化硅,化学表达式一般写成msio2·nh2o,外观为白色高度分散的无定形粉末;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间,炼胶时间控制在2分钟;
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物;
防霉剂系指为防止霉菌滋生的一种添加剂;
老化防止剂是指抗老化剂,抗老化剂是可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光,用于不饱和树脂及含不饱和树脂的制品中;
龟裂防止剂能防止或延缓硫化胶静态或动态裂口产生的物质;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
硫磺别名硫,为淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味,不溶于水,微溶于乙醇、醚,易溶于二硫化碳;
硫化促进剂简称促进剂,能促进硫化作用的物质,可缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
挤出机型号为mxs65,挤出机属于塑料机械的种类之一,挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角,可以将机头分成直角机头和斜角机头等,螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合,通过口模成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
压延机型号为yx-2005,压延机是由两个或两个以上的辊筒,按一定形式排列,可分为冷压和热压,冷压是适用于不需要加热的材料;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
硫化机型号为xlb-1000,硫化机是对各种橡塑制进行硫化的机器,具有定时锁模、自动补压、自动控温、自动计时、到时报警等功能;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
实施例2,本发明提供的一种改性丁腈橡胶复合材料,包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶40份,硅橡胶40份,顺丁橡胶40份,纤维复合材料30份,纳米复合材料30份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵15份,硅烷偶联剂15份,软化剂15份,固化剂8份,硫化促进剂15份,防霉剂15份,老化防止剂6份,龟裂防止剂6份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯11份,沉淀二氧化硅16份,玻璃纤维16份,氯化石蜡6份,硫磺6份;
还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强;
炼胶机型号为yx-230s,炼胶机用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
十六烷基三甲基溴化铵是一种季铵盐,有吸湿性,在酸性溶液中稳定,其他名称n,n,n-三甲基1-十六烷基溴化铵,鲸蜡三甲基溴化铵,阳性皂等;
硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的一种化学剂,主要用于玻璃纤维增强塑料,硅烷偶联剂的分子结构式一般为y-r-si(or)3,式中y一有机官能基,sior一硅烷氧基,硅烷氧基对无机物具有反应性,有机官能基对有机物具有反应性或相容性;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶;
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(c4h6)n,顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上;
纤维复合材料是指碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维;
纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
捏炼机型号为x(s)n-75×30,捏炼机用于橡胶、塑料的塑炼和混炼,也适用于对粘稠物料进行混合和捏合;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
软化剂又称柔软剂,用于增加纺织品、橡胶制品、皮革、纸张等的柔软性的物质;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合,混合和捏合时间控制在5分钟;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
石墨烯以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料;
沉淀二氧化硅俗称白炭黑,又称水合硅酸、轻质二氧化硅,化学表达式一般写成msio2·nh2o,外观为白色高度分散的无定形粉末;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间,炼胶时间控制在2分钟;
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物;
防霉剂系指为防止霉菌滋生的一种添加剂;
老化防止剂是指抗老化剂,抗老化剂是可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光,用于不饱和树脂及含不饱和树脂的制品中;
龟裂防止剂能防止或延缓硫化胶静态或动态裂口产生的物质;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
硫磺别名硫,为淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味,不溶于水,微溶于乙醇、醚,易溶于二硫化碳;
硫化促进剂简称促进剂,能促进硫化作用的物质,可缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
挤出机型号为mxs65,挤出机属于塑料机械的种类之一,挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角,可以将机头分成直角机头和斜角机头等,螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合,通过口模成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
压延机型号为yx-2005,压延机是由两个或两个以上的辊筒,按一定形式排列,可分为冷压和热压,冷压是适用于不需要加热的材料;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
硫化机型号为xlb-1000,硫化机是对各种橡塑制进行硫化的机器,具有定时锁模、自动补压、自动控温、自动计时、到时报警等功能;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
实施例3,本发明提供的一种改性丁腈橡胶复合材料,包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶50份,硅橡胶50份,顺丁橡胶50份,纤维复合材料40份,纳米复合材料40份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵20份,硅烷偶联剂20份,软化剂20份,固化剂9份,硫化促进剂20份,防霉剂20份,老化防止剂7份,龟裂防止剂7份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯12份,沉淀二氧化硅17份,玻璃纤维17份,氯化石蜡7份,硫磺7份;
还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强;
炼胶机型号为yx-230s,炼胶机用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
十六烷基三甲基溴化铵是一种季铵盐,有吸湿性,在酸性溶液中稳定,其他名称n,n,n-三甲基1-十六烷基溴化铵,鲸蜡三甲基溴化铵,阳性皂等;
硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的一种化学剂,主要用于玻璃纤维增强塑料,硅烷偶联剂的分子结构式一般为y-r-si(or)3,式中y一有机官能基,sior一硅烷氧基,硅烷氧基对无机物具有反应性,有机官能基对有机物具有反应性或相容性;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶;
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(c4h6)n,顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上;
纤维复合材料是指碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维;
纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
捏炼机型号为x(s)n-75×30,捏炼机用于橡胶、塑料的塑炼和混炼,也适用于对粘稠物料进行混合和捏合;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
软化剂又称柔软剂,用于增加纺织品、橡胶制品、皮革、纸张等的柔软性的物质;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合,混合和捏合时间控制在5分钟;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
石墨烯以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料;
沉淀二氧化硅俗称白炭黑,又称水合硅酸、轻质二氧化硅,化学表达式一般写成msio2·nh2o,外观为白色高度分散的无定形粉末;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间,炼胶时间控制在2分钟;
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物;
防霉剂系指为防止霉菌滋生的一种添加剂;
老化防止剂是指抗老化剂,抗老化剂是可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光,用于不饱和树脂及含不饱和树脂的制品中;
龟裂防止剂能防止或延缓硫化胶静态或动态裂口产生的物质;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
硫磺别名硫,为淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味,不溶于水,微溶于乙醇、醚,易溶于二硫化碳;
硫化促进剂简称促进剂,能促进硫化作用的物质,可缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
挤出机型号为mxs65,挤出机属于塑料机械的种类之一,挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角,可以将机头分成直角机头和斜角机头等,螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合,通过口模成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
压延机型号为yx-2005,压延机是由两个或两个以上的辊筒,按一定形式排列,可分为冷压和热压,冷压是适用于不需要加热的材料;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
硫化机型号为xlb-1000,硫化机是对各种橡塑制进行硫化的机器,具有定时锁模、自动补压、自动控温、自动计时、到时报警等功能;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
实施例4,本发明提供的一种改性丁腈橡胶复合材料,包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶60份,硅橡胶60份,顺丁橡胶60份,纤维复合材料50份,纳米复合材料50份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵25,硅烷偶联剂25份,软化剂25份,固化剂10份,硫化促进剂25份,防霉剂25份,老化防止剂8份,龟裂防止剂8份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯13份,沉淀二氧化硅18份,玻璃纤维18份,氯化石蜡8份,硫磺8份;
还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的,丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强;
炼胶机型号为yx-230s,炼胶机用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
十六烷基三甲基溴化铵是一种季铵盐,有吸湿性,在酸性溶液中稳定,其他名称n,n,n-三甲基1-十六烷基溴化铵,鲸蜡三甲基溴化铵,阳性皂等;
硅烷偶联剂是由美国联合碳化物公司开发的一种化学剂,主要用于玻璃纤维增强塑料,硅烷偶联剂的分子结构式一般为y-r-si(or)3,式中y一有机官能基,sior一硅烷氧基,硅烷氧基对无机物具有反应性,有机官能基对有机物具有反应性或相容性;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成,硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶;
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(c4h6)n,顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上;
纤维复合材料是指碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成,含碳量高于90%的无机高性能纤维,是一种力学性能优异的新材料,具有碳材料的固有本性特征,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维;
纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
捏炼机型号为x(s)n-75×30,捏炼机用于橡胶、塑料的塑炼和混炼,也适用于对粘稠物料进行混合和捏合;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
软化剂又称柔软剂,用于增加纺织品、橡胶制品、皮革、纸张等的柔软性的物质;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合,混合和捏合时间控制在5分钟;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
石墨烯以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料;
沉淀二氧化硅俗称白炭黑,又称水合硅酸、轻质二氧化硅,化学表达式一般写成msio2·nh2o,外观为白色高度分散的无定形粉末;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间,炼胶时间控制在2分钟;
固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂,是一类增进或控制固化反应的物质或混合物;
防霉剂系指为防止霉菌滋生的一种添加剂;
老化防止剂是指抗老化剂,抗老化剂是可有效地吸收波长为270-380纳米的紫外光,用于不饱和树脂及含不饱和树脂的制品中;
龟裂防止剂能防止或延缓硫化胶静态或动态裂口产生的物质;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
硫磺别名硫,为淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味,不溶于水,微溶于乙醇、醚,易溶于二硫化碳;
硫化促进剂简称促进剂,能促进硫化作用的物质,可缩短硫化时间,降低硫化温度,减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
挤出机型号为mxs65,挤出机属于塑料机械的种类之一,挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角,可以将机头分成直角机头和斜角机头等,螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力,能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合,通过口模成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
压延机型号为yx-2005,压延机是由两个或两个以上的辊筒,按一定形式排列,可分为冷压和热压,冷压是适用于不需要加热的材料;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
硫化机型号为xlb-1000,硫化机是对各种橡塑制进行硫化的机器,具有定时锁模、自动补压、自动控温、自动计时、到时报警等功能;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
分别取上述实施例1-4的方法,每种方法制作50份一种改性丁腈橡胶复合材料,分别对每份一种改性丁腈橡胶复合材料的弹性、强度、耐老化性、耐腐蚀性和加工性能进行检测,得到以下数据:
由上表可知,实施例4中方法适宜,在制备一种改性丁腈橡胶复合材料之后,改性丁腈橡胶复合材料的弹性良好、强度良好、耐老化性良好、耐腐蚀性良好和加工性能良好,通过将丁腈橡胶内加入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂,将丁腈橡胶进行改性,再将丁腈橡胶和硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料进行混合,通过向混合料中加入石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,增加橡胶混合料的内在结构,再通过向混合料中加入软化剂、固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,增加橡胶混合料的性能,再向橡胶混合料内加入硫磺和硫化促进剂,将橡胶混合料放入硫化机进行硫化得到改性丁腈橡胶复合材料,从而达到增加了改性丁腈橡胶复合材料的弹性、强度、耐老化性、耐腐蚀性和加工性能的性能效果。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换,尽属于本发明要求保护的范围。
1.一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:包括混合料、化合剂和填料剂,所述混合料包括丁腈橡胶、硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料、纳米复合材料,所述化合剂包括十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂、软化剂、固化剂、硫化促进剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,所述填料剂包括石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维、氯化石蜡和硫磺;
所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶30-60份,硅橡胶30-60份,顺丁橡胶30-60份,纤维复合材料20-50份,纳米复合材料20-50份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵10-25份,硅烷偶联剂10-25份,软化剂10-25份,固化剂7-10份,硫化促进剂10-25份,防霉剂10-25份,老化防止剂5-8份,龟裂防止剂5-8份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯10-13份,沉淀二氧化硅15-18份,玻璃纤维15-18份,氯化石蜡5-8份,硫磺5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶30份,硅橡胶30份,顺丁橡胶30份,纤维复合材料20份,纳米复合材料20份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵10份,硅烷偶联剂10份,软化剂10份,固化剂7份,硫化促进剂10份,防霉剂10份,老化防止剂5份,龟裂防止剂5份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯10份,沉淀二氧化硅15份,玻璃纤维15份,氯化石蜡5份,硫磺5份。
3.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶40份,硅橡胶40份,顺丁橡胶40份,纤维复合材料30份,纳米复合材料30份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵15份,硅烷偶联剂15份,软化剂15份,固化剂8份,硫化促进剂15份,防霉剂15份,老化防止剂6份,龟裂防止剂6份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯11份,沉淀二氧化硅16份,玻璃纤维16份,氯化石蜡6份,硫磺6份。
4.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶50份,硅橡胶50份,顺丁橡胶50份,纤维复合材料40份,纳米复合材料40份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵20份,硅烷偶联剂20份,软化剂20份,固化剂9份,硫化促进剂20份,防霉剂20份,老化防止剂7份,龟裂防止剂7份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯12份,沉淀二氧化硅17份,玻璃纤维17份,氯化石蜡7份,硫磺7份。
5.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述混合料(按重量份计)分别为:丁腈橡胶60份,硅橡胶60份,顺丁橡胶60份,纤维复合材料50份,纳米复合材料50份;
所述化合剂(按重量份计)分别为:十六烷基三甲基溴化铵25,硅烷偶联剂25份,软化剂25份,固化剂10份,硫化促进剂25份,防霉剂25份,老化防止剂8份,龟裂防止剂8份;
所述填料剂(按重量份计)分别为:石墨烯13份,沉淀二氧化硅18份,玻璃纤维18份,氯化石蜡8份,硫磺8份。
6.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:还包括一种加工方法,具体为以下制备步骤:
s1:将定量的丁腈橡胶放入炼胶机中进行加热;
s2:向丁腈橡胶表面投入十六烷基三甲基溴化铵和硅烷偶联剂;
s3:将定量的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入切断机中,进行截断;
s4:将截断的硅橡胶、顺丁橡胶、纤维复合材料和纳米复合材料放入捏炼机中;
s5:向捏炼机内部加入定量的软化剂;
s6:再向捏炼机加入丁腈橡胶,使捏炼机对混合料进行混合和捏合;
s7:向捏炼机内部加入定量的石墨烯、沉淀二氧化硅、玻璃纤维和氯化石蜡,继续捏合;
s8:将捏合后的混合料放入炼胶机中,进行加热炼胶;
s9:向炼胶机中倒入定量的固化剂、防霉剂、老化防止剂和龟裂防止剂,炼胶一段时间;
s10:再次打开炼胶机,向炼胶机内加入定量的硫磺和硫化促进剂,继续炼胶;
s11:将炼胶后的混合料放入挤出机中,进行挤出成型;
s12:将挤出的混合料过冷水,进行冷却;
s13:将挤出的混合料放入压延机中,进行精准精密压延;
s14:将压延后的混合料放入硫化机中,进行硫化;
s15:取出混合料,得到改性丁腈橡胶复合材料。
7.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述s6中混合和捏合时间控制在5-20分钟。
8.根据权利要求1所述的一种改性丁腈橡胶复合材料,其特征在于:所述s9中炼胶时间控制在2-5分钟。
技术总结