一种高强度高耐油丁腈橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度高耐油的丁腈橡胶组合物及其制备方法，通过将液相丙烯腈单体加入到丁腈橡胶中，在丁腈橡胶硫化的过程中使丙烯腈聚合成为聚丙烯腈，由于液相丙烯腈单体对丁腈橡胶有溶胀作用和溶解作用，丙烯腈单体将扩散到丁腈橡胶分子链间，聚合后的聚丙烯腈与丁腈橡胶形成稳定的IPN互穿网络结构，最终形成高强度高耐油的丁腈橡胶组合物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种高强度高耐油的丁腈橡胶组合物及其制备方法，通过将液相丙烯腈单体加入到丁腈橡胶中，在丁腈橡胶硫化的过程中使丙烯腈聚合成为聚丙烯腈，由于液相丙烯腈单体对丁腈橡胶有溶胀作用和溶解作用，丙烯腈单体将扩散到丁腈橡胶分子链间，聚合后的聚丙烯腈与丁腈橡胶形成稳定的IPN互穿网络结构，最终形成高强度高耐油的丁腈橡胶组合物。【专利说明】
本专利技术涉及一种橡胶组合物制备方法，尤其涉及一种高强度高耐油丁腈橡胶组合物的制备方法，属于高分子化工领域。
技术介绍
目前汽车行业、密封行业以及工程机械行业对丁腈橡胶的性能要求越来越高，特别是对于强度和耐油性能，现有的丁腈橡胶由于具有优异的力学性能、耐油性能和加工性能，被广泛地应用于这些行业。但是现有的常规的丁腈橡胶由于所含腈基有限，在很多对耐油性能以及强度等有更高要求的场合并不适用。近年来人们在丁腈橡胶耐油性和高强度化上做了很多研究，也开发出许多具有耐油性能或是高强度的丁腈橡胶产品。CN200410093146.1提到一种高阻尼耐油性橡胶组合物，提供了一种以聚降冰片烯橡胶为主体的高阻尼耐油性橡胶组合物，具有较好的耐油性能。但是该方法是以两种固态橡胶进行混合，两种橡胶的分子链相互独立，因此耐油性能和力学强度有限，同时稳定性较差。CN200810216289.5提到一种耐油橡胶组合物的制备方法，包括三元乙丙生胶，液体丁腈橡胶、交联助剂、补强剂和硫化剂，并且所述交联助剂为含有过氧基和苯甲酰基的交联助剂。该方法使用了液体丁腈增强三元乙丙橡胶的耐油性，并使用过氧化物进行硫化，制得了有一定耐油性能的橡胶组合物，但该方法制得的橡胶组合物的耐油性能有限，仍无法满足高耐油行业的需要。以上现有技术制备的丁腈橡胶，腈基含量有限，无法满足高耐油耐溶剂以及高强度的需求，此外，在现有的技术制备的高腈含量丁腈橡胶，在腈基含量高时，腈基在分子中的分布变得不够均匀，使得腈基分布较少的部分强度和耐溶剂性能下降。另一方面，现有技术制备的丁腈橡胶，再与聚丙烯腈进行机械复合制备出高腈含量的丁腈橡胶组合物中，聚丙烯腈分子和丁腈橡胶分子链相对独立，结合强度低，同时，由于聚丙烯腈熔点高，与丁腈橡胶复合时是以固相与固 相进行复合，复合效果很差，大部分聚丙烯腈都是以独立的岛相存在于丁腈橡胶中，不但不能起到增强的效果，还会由于聚丙烯腈的存在，使得丁腈橡胶中出现应力集中点，降低组合物的物理机械性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高强度高耐油的丁腈橡胶组合物及其制备方法，通过将液相丙烯腈单体加入到丁腈橡胶中，在丁腈橡胶硫化的过程中使丙烯腈聚合成为聚丙烯腈，由于液相丙烯腈单体对丁腈橡胶有溶胀作用和溶解作用，丙烯腈单体将扩散到丁腈橡胶分子链间，聚合后的聚丙烯腈与丁腈橡胶形成稳定的IPN互穿网络结构，最终形成高强度高耐油的丁腈橡胶组合物。本专利技术所述的高强度高耐油丁腈橡胶组合物，以重量计，含有100份丁腈橡胶，I~50份丙烯腈单体和I~10份自由基引发剂。所述的高强度高耐油丁腈橡胶组合物的制备方法为:a.以丁腈橡胶总量为100重量份计，将100份丁腈橡胶，I~50份丙烯腈单体，I~10份自由基引发剂，以及其它橡胶加工助剂置于混炼设备中进行充分混炼，停放或不停放均可；b.将a)中的混炼胶进行硫化成型，得到高强度高耐油的丁腈橡胶组合物。本专利技术所述的丁腈橡胶，可以是各种结合腈和各种门尼的丁腈橡胶，但液体丁腈除外。本专利技术所述的自由基引发剂是可以引发丙烯腈聚合以及丁腈橡胶硫化的引发剂，其中包括但不限于:过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化异丙基正丁酯、过氧化异丙基叔丁酯、偶氮二异丁腈等。其中优选为过氧化氢二异丙苯以及过氧化苯甲酰。本专利技术所述的充分混炼，采用现有技术中已有的橡胶混炼工艺，所使用的混炼设备为橡塑加工工业中通用共混设备，可以使用开炼机、密炼机等。本专利技术所述的硫化成型，并不受硫化工艺的影响，可以平板硫化，注压流化，硫化罐硫化、个体硫化机硫化等。本专利技术对混炼胶的硫化过程并不做特别限定，采用本领域技术人员公知的硫化技术即可实现本专利技术所期望达到的效果。本专利技术中硫化温度最好为160~180°C,硫化时间最好为5~15min。本专利技术所述的其它橡胶加工助剂是指橡胶加工过程中除硫化剂和促进剂外常用的助剂，可以有补强剂，包括炭黑、白炭黑等，防老剂，助交联剂，增塑剂以及其它助剂等。其中，补强剂可以是各种牌号的炭黑，或白炭黑，加入量为I~120份，优选为30~100份，更优选为40~90份，防老剂为各种橡胶用商品防老剂，加入量为O~8份，优选为I~3份。其它助剂可以有O~20份氧化锌，优选为I~10份；硬酯酸O~6份，优选为I~2份；助硫化剂可以是 三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)，用量为O~10份，优选为I~5份。本专利技术的特点在于:1.由于液体丙烯腈可以和丁腈橡胶均匀混合，小分子的丙烯腈会填充到丁腈橡胶分子间隙中。并且由于丙烯腈在有过氧化物存在的情况下，可以很快的进行聚合成为聚丙烯腈，这个反应在80°C以上就可以顺利进行，因此在橡胶用过氧化物进行硫化的过程中，填充到丁腈橡胶分子间隙中的丙腈烯会很快的聚合成为聚丙烯腈，同时由于丁腈橡胶上存在着活泼的双键，一部分聚丙烯腈会接技到丁腈橡胶主键上，最终会形成稳定的互穿网络结构。2.将腈基以互穿网络的方法引入丁腈橡胶中，可以得到稳定的高腈基含量的丁基橡胶组合物。该组合物由于聚丙烯腈以互穿网络的方式存在于丁腈橡胶中，使得所得组合物具有较高的强度、硬度和耐溶剂性。3.本专利技术将液体丙烯腈直接加入丁腈橡胶中，以液-固形式进行混合，混合效果优异，硫化过程中丙烯腈原位聚合，可以形成分散均匀的丙烯腈和丁腈橡胶的组合物。4.本专利技术与现有的丁腈橡胶加工工艺相比，由于聚丙烯腈的合成是在硫化过程中实现的，没有额外增加工艺流程，直接使用现有的丁腈橡胶加工工艺即可实现。【具体实施方式】实施例和对比例所提到的份数均是质量份数，混炼并硫化后样品的耐油性按GB1690-2006标准所述方法测试，拉伸强度按GB 528-98标准所述方法测试，硬度按GB1698-2003标准所述方法测试。实施例1配方如下:【权利要求】1.一种丁腈橡胶组合物，以重量计，其特征在于含有100份丁腈橡胶，I~50份丙烯腈单体和I~10份自由基引发剂。2.如权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于所述的自由基引发剂选自过氧化氢异丙苯、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化异丙基正丁酯、过氧化异丙基叔丁酯、偶氮二异丁腈。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的自由基引发剂选自过氧化氢二异丙苯或过氧化苯甲酰。4.一种如权利要求1所述丁腈橡胶组合物的制备方法，其特征在于: a.以重量计，将100份丁腈橡胶，I~50份丙烯腈单体，I~10份自由基引发剂加入混炼设备中进行充分混炼，停放或不停放； b.将a)中的混炼胶进行硫化成型，得到丁腈橡胶组合物。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的混炼设备为开炼机、密炼机。6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于在混炼设备中加入硫化剂、促进剂、补强剂、防老剂、助交联剂、增塑剂或其它助剂。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的补强剂为炭黑、白炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁腈橡胶组合物，以重量计，其特征在于含有100份丁腈橡胶，1～50份丙烯腈单体和1～10份自由基引发剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，樊洁，曹凤霞，胡海华，李波，宋中勤，何连成，赵洪国，李晶，张元寿，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11