一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法，属于橡胶制备技术领域。本发明专利技术将鳞片状石墨于硫酸溶液中进行氧化反应，氧化后被水合肼还原，还原后制得纳米石墨烯材料，纳米石墨烯材料拥有较大的比表面积，再利用纳米石墨烯本身稳定的化学结构，从而加强聚硫橡胶材料的韧性和抗冲击性；本发明专利技术将溴引入石墨烯之中，利用四三苯基膦钯的催化作用使对丙基苯硼酸与带溴基的石墨烯分子发生偶联反应，使对丙基苯基引入石墨烯之中，苯基的引入使石墨烯分子对聚合物材料的粘结性增强，同时苯基位于石墨烯分子链的支链上，且主链上具有较多的支链，使石墨烯可以粘结多个分子，使聚硫橡胶对外的粘结性和内部的分子结构都得到增强，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法
本专利技术涉及一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法，属于橡胶制备

技术介绍
聚硫橡胶是一种合成橡胶，含有硫原子的特种合成橡胶的总称。是脂肪烃、醚类等的二卤衍生物或它们的混合物和碱金属、碱土金属的多硫化物的缩聚物。每个重复单元具有两个到四个硫原子的直链。根据所用原料和它们的比例的不同，可以得到各种坚韧的块状、粉状或粘稠状液体物质。黄绿色、浅褐色或深褐色。不溶于油类和各种溶剂，在二硫化碳中稍溶胀。不因氧、臭氧和日光等作用而发生变化。透气性小。拉伸强度和伸长率较低，需加入炭黑补强。由于其耐油性强，需用胍类、噻唑类、秋兰姆类等促进剂作软化剂，用氧化铅、氧化锌作硫化剂。可与其他橡胶并用。其主要缺点是耐寒性、耐热性、粘着性较差，有臭味。主要用于制造各种耐油橡胶制品。可由二卤衍生物与碱金属和碱土金属的多硫化物在惰性介质中和分散剂存在下于60℃左右经搅拌缩聚等步骤而制得。固态聚硫橡胶产品主要有三种：A型聚硫橡胶，是二氯乙烷与碱金属四硫化物的缩聚物。FA型聚硫橡胶，是二氯乙烷、双-2-氯乙基缩甲醛与碱金属二硫化物的缩聚物。ST型聚硫橡胶，是双二氯乙烯基缩甲醛、三氯丙烷与碱金属多硫化物的缩聚物。同时也相继开发出五大类型的聚硫橡胶硫化体系，有金属氧化物类、金属过氧化物类、无机氧化剂类、有机过氧化物类、有机氧化剂类。从聚硫橡胶现有固化剂的固化机理可以看出，以聚硫橡胶为原料制备而成的密封胶，通常在使用前临时将聚硫橡胶主剂和固化剂附剂两个组分按适当比例混合均匀，这给其使用操作带来不便。而且聚硫橡胶密封胶对金属、玻璃、塑料等大多数无孔材料的粘接性欠佳。在建筑领域中的防水处理是建筑施工的一个重要方面，防水处理，如广泛用于建筑、市政、地铁、隧道和水利工程中混凝土伸缩、沉降等变形缝的防水密封等方面。而用于防水处理方面常用聚硫橡胶缺点是：在日光长期照射下延伸率大幅下降，易发生起皱、龟裂、脱粘、等现象，与水泥面粘结不好，且抗冲击性、韧性差。因此，专利技术一种强度高且粘结性能好的抗冲击高粘结性聚硫橡胶对橡胶制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前聚硫橡胶粘结效果差，导致聚硫橡胶易脱落，同时针对聚硫橡胶抗冲击性、韧性差的缺陷，提供了一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取50～55份硫酸溶液、5～7份鳞片状石墨和2～4份硝酸钠投入烧杯中混合均匀制得混合悬浊液，每5min向烧杯中加入混合悬浊液质量2～4%的高锰酸钾粉末，共添加3次，添加后再加入与混合悬浊液等质量的蒸馏水，并将烧杯水浴锅中恒温加热，加热后过滤得到滤渣，并依次用盐酸和蒸馏水清洗滤渣3～5次；（2）将上述滤渣与蒸馏水按质量比1:100投入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶放入超声振荡仪中振荡，制得分散液，向圆底烧瓶中滴加分散液质量1.5～2.0%的水合肼，将烧瓶加热至98～100℃，进行冷凝回流24～25h，结束后过滤得到滤饼，用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3～5次后放入烘箱中烘干得到反应固体产物；（3）将上述反应固体产物与液溴按质量比1：20投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在氮气环境的条件下振荡，振荡后过滤得到滤液，用丙酮清洗滤液4～8次，清洗后将滤液放入烘箱中干燥制得溴化产物；（4）按重量份数计，称取4～6份对丙基苯硼酸、18～20份N,N-二甲基甲酰胺、0.6～0.8份四三苯基膦钯、0.3～0.5份四丁基溴化铵、2～4份饱和碳酸钠溶液、1.5～1.8份上述溴化产物和7～8份蒸馏水投入反应釜中反应制得混合乳液；（5）按重量份数计，称取7～9份上述混合乳液、1.5～1.8份盐酸和10～13份无水乙醇投入三口烧瓶中混合均匀，混合后过滤得到沉淀固体，用蒸馏水清洗沉淀固体3～5次后，放入烘箱中干燥，制得干燥产物；（6）按重量份数计，称取3～5份上述干燥产物、1～2份硫化钠、13～15份1,2-二氟乙烷、7～9份2,2’-二氯-邻二甲苯和25～28份丙二醇放入反应釜中研磨混合得到混合产物，升高反应釜温度，并加入混合产物质量5～8%的乙烯基三胺，搅拌混合后冷却制得抗冲击高粘结性聚硫橡胶。步骤（1）中所述的硫酸溶液的质量分数为75～80%，水浴锅中的水浴温度为30～35℃，恒温加热时间为30～40min，盐酸的质量分数为5～8%。步骤（2）中所述的超声振荡仪中的频率为35～40kHz，振荡时间为3～4h，烧瓶加热温度至98～100℃，冷凝回流时间为24～25h。步骤（3）中所述的超声振荡仪中的频率为35～40kHz，振荡时间为2～3h，烘箱中的温度为110～120℃，干燥时间为12～14h。步骤（4）中所述的反应釜中的搅拌转速为200～250r/min、温度为80～90℃，反应时间为72～74h。步骤（5）中所述的盐酸的质量分数为5～8%，烘箱中温度为105～110℃，干燥时间为12～13h。步骤（6）中所述的反应釜中温度升高至120～130℃，搅拌混合时间为60～70min。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将石墨置于硫酸溶液中与高锰酸钾反应，反应后加入水合肼进行还原生成反应固体产物，再将反应固体产物与液溴混合，超声振荡制得溴化产物，然后将溴化产物与对丙基苯硼酸在四三苯基膦钯催化以及其它助剂作用的条件下反应生成混合乳液，随后将混合乳液与盐酸混合反应烘干制得干燥产物，最后将干燥产物、硫化钠、1,2-二氟乙烷、2,2’-二氯-邻二甲苯和丙二醇混合加热，并且加入乙烯基三胺进行固化，制得抗冲击高粘结性聚硫橡胶，本专利技术将鳞片状石墨于硫酸溶液中进行氧化反应，氧化后被水合肼还原，还原后制得纳米石墨烯材料，纳米石墨烯材料拥有较大的比表面积，从而加强对聚合物材料的吸附作用与纳米石墨烯在橡胶材料中的分散效果，再利用纳米石墨烯本身稳定的化学结构，从而加强聚硫橡胶材料的韧性和抗冲击性；（2）本专利技术将溴引入石墨烯之中，利用四三苯基膦钯的催化作用使对丙基苯硼酸与带溴基的石墨烯分子发生偶联反应，使对丙基苯基引入石墨烯之中，苯基的引入使石墨烯分子对聚合物材料的粘结性增强，同时苯基位于石墨烯分子链的支链上，且主链上具有较多的支链，使石墨烯可以粘结多个分子，使聚硫橡胶对外的粘结性和内部的分子结构都得到增强，具有广阔的应用前景。具体实施方式按重量份数计，称取50～55份质量分数为75～80%的硫酸溶液、5～7份鳞片状石墨和2～4份硝酸钠投入烧杯中混合均匀制得混合悬浊液，每5min向烧杯中加入混合悬浊液质量2～4%的高锰酸钾粉末，共添加3次，添加后再加入与混合悬浊液等质量的蒸馏水，并将烧杯置于水浴温度为30～35℃的水浴锅中，恒温加热30～40min，加热后过滤得到滤渣，并依次用质量分数为5～8%的盐酸和蒸馏水清洗滤渣3～5次；将上述滤渣与蒸馏水按质量比1:100投入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶放入超声振荡仪中以35～40kHz的频率振荡3～4h，制得分散液，向圆底烧瓶中滴加分散液质量1.5～2.0%的水合肼，将烧瓶加热至98～100℃，进行冷凝回流24～25h，结束后过滤得到滤饼，用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3～5次后放入烘箱中烘干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取50～55份硫酸溶液、5～7份鳞片状石墨和2～4份硝酸钠投入烧杯中混合均匀制得混合悬浊液，每5min向烧杯中加入混合悬浊液质量2～4%的高锰酸钾粉末，共添加3次，添加后再加入与混合悬浊液等质量的蒸馏水，并将烧杯水浴锅中恒温加热，加热后过滤得到滤渣，并依次用盐酸和蒸馏水清洗滤渣3～5次；（2）将上述滤渣与蒸馏水按质量比1:100投入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶放入超声振荡仪中振荡，制得分散液，向圆底烧瓶中滴加分散液质量1.5～2.0%的水合肼，将烧瓶加热至98～100℃，进行冷凝回流24～25h，结束后过滤得到滤饼，用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3～5次后放入烘箱中烘干得到反应固体产物；（3）将上述反应固体产物与液溴按质量比1：20投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在氮气环境的条件下振荡，振荡后过滤得到滤液，用丙酮清洗滤液4～8次，清洗后将滤液放入烘箱中干燥制得溴化产物；（4）按重量份数计，称取4～6份对丙基苯硼酸、18～20份N,N‑二甲基甲酰胺、0.6～0.8份四三苯基膦钯、0.3～0.5份四丁基溴化铵、2～4份饱和碳酸钠溶液、1.5～1.8份上述溴化产物和7～8份蒸馏水投入反应釜中反应制得混合乳液；（5）按重量份数计，称取7～9份上述混合乳液、1.5～1.8份盐酸和10～13份无水乙醇投入三口烧瓶中混合均匀，混合后过滤得到沉淀固体，用蒸馏水清洗沉淀固体3～5次后，放入烘箱中干燥，制得干燥产物；（6）按重量份数计，称取3～5份上述干燥产物、1～2份硫化钠、13～15份1,2‑二氟乙烷、7～9份2,2’‑二氯‑邻二甲苯和25～28份丙二醇放入反应釜中研磨混合得到混合产物，升高反应釜温度，并加入混合产物质量5～8%的乙烯基三胺，搅拌混合后冷却制得抗冲击高粘结性聚硫橡胶。...

【技术特征摘要】
1.一种抗冲击高粘结性聚硫橡胶的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取50～55份硫酸溶液、5～7份鳞片状石墨和2～4份硝酸钠投入烧杯中混合均匀制得混合悬浊液，每5min向烧杯中加入混合悬浊液质量2～4%的高锰酸钾粉末，共添加3次，添加后再加入与混合悬浊液等质量的蒸馏水，并将烧杯水浴锅中恒温加热，加热后过滤得到滤渣，并依次用盐酸和蒸馏水清洗滤渣3～5次；（2）将上述滤渣与蒸馏水按质量比1:100投入圆底烧瓶中，将圆底烧瓶放入超声振荡仪中振荡，制得分散液，向圆底烧瓶中滴加分散液质量1.5～2.0%的水合肼，将烧瓶加热至98～100℃，进行冷凝回流24～25h，结束后过滤得到滤饼，用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3～5次后放入烘箱中烘干得到反应固体产物；（3）将上述反应固体产物与液溴按质量比1：20投入烧杯中，将烧杯置于超声振荡仪中，在氮气环境的条件下振荡，振荡后过滤得到滤液，用丙酮清洗滤液4～8次，清洗后将滤液放入烘箱中干燥制得溴化产物；（4）按重量份数计，称取4～6份对丙基苯硼酸、18～20份N,N-二甲基甲酰胺、0.6～0.8份四三苯基膦钯、0.3～0.5份四丁基溴化铵、2～4份饱和碳酸钠溶液、1.5～1.8份上述溴化产物和7～8份蒸馏水投入反应釜中反应制得混合乳液；（5）按重量份数计，称取7～9份上述混合乳液、1.5～1.8份盐酸和10～13份无水乙醇投入三口烧瓶中混合均匀，混合后过滤得到沉淀固体，用蒸馏水清洗沉淀固体3～5次后，放入烘箱中干燥，制得干燥产物；（6）按重量份数计，称取3～5份上述干燥产物、1～2份硫化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，蒋东明，王素香，
申请(专利权)人：王雪峰，
类型：发明
国别省市：江苏,32