高韧性汽车防水密封条及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高韧性汽车防水密封条，包括如下重量份的各组分：氰基‑酰胺化不饱和氧化石墨烯单体26‑28份、乙烯基三甲氧基硅烷43‑47份、偶氮二异丁腈45‑56份、钠基蒙脱土12‑14份、纳米二氧化钛6‑8份、硼砂7‑9份、促进剂2‑3份、防老剂2‑3份、硫磺5‑6份、丙酮150‑200份公开了本发明专利技术在橡胶制备过程中以氧化石墨烯为单体，能够提高橡胶的强度和耐油耐水性能，同时氧化石墨烯上引入‑CN基，‑CN基具有较好的耐油性能，通过‑CN基的作用实现橡胶的耐油性能，在汽油中浸泡80h后其拉伸强度没有太大变化，性能稳定，解决了现有的硅橡胶耐油污能力差的问题。

【技术实现步骤摘要】
高韧性汽车防水密封条及其制备方法
本专利技术属于汽车密封条制备领域，涉及一种高韧性汽车防水密封条及其制备方法。
技术介绍
硅橡胶具有突出的耐高、低温特性，耐臭氧及耐候性能，有极好的疏水性和适当的透气性，同时具有无与伦比的绝缘性能，可达到食品卫生要求的卫生级别，可满足各种颜色的要求，但是硅橡胶的机械强度较差，不耐油，使用温度范围-100-300℃，可适用于高温、寒冷、紫外线照射强烈地区以及中高层建筑。现有的汽车防水密封条很多使用改性硅橡胶，为了提高其机械强度一般直接在硅橡胶中加入炭黑或者碳纳米管，虽然通过炭黑和碳纳米管的支撑作用能够提高硅橡胶的机械强度，但是硅橡胶内部结构没有太大变化，仍是以硅胶为基体，通过炭黑和碳纳米管分布支撑，但是炭黑和碳纳米管的加入量一定，不能完全填充在硅橡胶内部，容易造成硅橡胶的强度升高的同时质地较脆，容易断裂，而添加少量的填充物造成硅橡胶内部强度和韧性仍然较低。同时改性后的硅橡胶不具有耐油性能，并且由于直接填充填充物，使得硅橡胶内部有缝隙，使得橡胶在油和水中长时间浸泡时容易浸入，进而降低硅橡胶的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性汽车防水密封条及其制备方法，橡胶制备过程中以氧化石墨烯为单体，能够提高橡胶的强度和耐油耐水性能，同时氧化石墨烯上引入-CN基，-CN基具有较好的耐油性能，通过-CN基的作用实现橡胶的耐油性能，在汽油中浸泡80h后其拉伸强度没有太大变化，性能稳定，解决了现有的硅橡胶耐油污能力差的问题。本专利技术在橡胶制备过程中以氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体为聚合单体制备，橡胶中含有若干石墨烯片层，相连片层之间通过聚合连接，并且在相连片层之间通过聚合接枝若干硅氧烷，并且在相连片层之间留有间隙，而钠基膨润土在聚合过程中直接加入反应釜中，由于钠基膨润土为片层状结构，插接至两个石墨烯片层之间的间隙中，使得石墨烯片层之间更致密，提高了聚合物强度，同时由于石墨烯片层上含有羟基，能够与硼砂发生交联反应，通过硼砂的交联固定实现了相连石墨烯片层之间的稳定粘合固定，进而提高了橡胶的强度和韧性，解决了现有硅橡胶韧性和强度较低的问题。本专利技术在橡胶制备过程中通过氧化石墨烯单体和乙烯基三甲氧基硅烷交联，其中氧化石墨烯单体上每个羧基上引入两个烯烃基，进而提高了两个石墨烯片层之间的支化能力，并且提高了两个石墨烯片层之间硅氧烷功能基团的数量，同时在交联过程中添加钠基膨润土，通过钠基膨润土的插接，可以终止石墨烯片层的继续增加的主链骨架反应，只有两个石墨烯片层之间的支链发生乙烯基三甲氧基硅烷自身聚合反应，使得石墨烯片层之间填充大量的硅氧烷键，由于硅氧烷键具有一定的疏水能力，进而提高了整个主链结构的疏水性能，使得橡胶在温水中浸泡7天后拉伸强度仍没有太大变化，具有较好的耐水性能，解决了现有的硅橡胶虽然有一定的耐水性能，但是在温水中长时间浸泡时，内部的性能仍会有一定的改变的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高韧性汽车防水密封条，包括如下重量份的各组分：氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体26-28份、乙烯基三甲氧基硅烷43-47份、偶氮二异丁腈45-56份、钠基蒙脱土12-14份、纳米二氧化钛6-8份、硼砂7-9份、促进剂2-3份、防老剂2-3份、硫磺5-6份、丙酮150-200份；其中氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体的具体制备过程如下：步骤1、称取一定量的氧化石墨烯加入水中，升温至70℃超声分散30min，将得到的氧化石墨烯分散液倒入反应烧瓶中，然后向反应烧瓶中加入对羟基苯甲腈，保持70℃反应5h，然后对产物进行抽滤洗涤，得到氰基氧化石墨烯；由于氧化石墨烯中含有环氧基团，能够很好的与对羟基苯甲腈中的苯酚基团开环反应，进而将氰基引入氧化石墨烯片层上，由于氰基具有一定的耐油性能，进而使得制备的氰基氧化石墨烯具有耐油性；每克氧化石墨烯中加入对羟基苯甲腈0.11-0.12g；步骤2、将步骤1中制备的氰基氧化石墨烯和N，N-二甲基甲酰胺加入反应容器中，超声分散50min，然后向超声分散后的氰基氧化石墨烯中加入二氯亚砜，升温至80℃，搅拌反应6h，然后将得到的产物浓缩后经过减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜和溶剂N，N-二甲基甲酰胺，得到氰基-氯化氧化石墨烯；由于氰基氧化石墨烯的片层端侧含有大量的羧基，在一定条件下能够与二氯亚砜发生取代反应，生成酰氯；每克氰基氧化石墨烯中加入二氯亚砜0.36-0.38g；步骤3、将步骤2中制备的氰基-氯化氧化石墨烯加入乙醚中，升温至80℃超声分散30min，然后向其中加入二烯丙基胺，恒温搅拌反应5h，然后进行过滤洗涤，得到氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体，反应结构式如图1所示，由于二烯丙基胺中含有仲胺基，能够与氰基-氯化氧化石墨烯片层上的酰氯反应，进而使得两个烯烃基团引入石墨烯片层上，得到不饱和的石墨烯，其中每克氰基-氯化氧化石墨烯中加入二烯丙基胺0.17-0.18g。一种高韧性汽车防水密封条的制备方法，具体制备过程如下：第一步，将氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体加入丙酮溶液中常温下超声分散1h，然后将分散后的溶液倒入反应釜中；第二步，向反应釜中加入纳米二氧化钛，搅拌混合5-8min后向其中加入偶氮二异丁腈，升温至80℃，边搅拌边向反应釜中滴加乙烯基三甲氧基硅烷,当乙烯基三甲氧基硅烷滴加一半时，升温至100℃边搅拌边继续滴加，由于在偶氮二异丁腈的作用下氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体上的不饱和键与乙烯基三甲氧基硅烷的乙烯基进行自由基聚合反应，在反应开始时通过控制反应温度可以减缓反应速率，防止聚合速度太快导致反应物内部没有反应完全而外部就开始反应，同时，在滴加一半时升温由于反应一段时间后由于反应物含量增大导致引发剂的浓度降低，进而降低了反应效率，稍稍升高温度可以提高反应过程，待滴加完全后，快速向反应釜中加入钠基膨润土，提高搅拌速度，剧烈搅拌3-5min，然后升温至120℃反应1h，得到粘稠的胶体；其中乙烯基三甲氧基硅烷和氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体聚合后形成的聚合物结构如图2所示，胶体含有若干石墨烯片层，相连片层之间通过聚合连接，并且在相连片层之间通过聚合接枝若干硅氧烷，并且在相连片层之间留有间隙，而钠基膨润土在聚合过程中直接加入反应釜中，由于钠基膨润土为片层状结构，插接至两个石墨烯片层之间的间隙中，使得石墨烯片层之间更致密，提高了聚合物强度，在钠基膨润土混合插接后通过升温提高聚合物的反应速率，进而实现没有反应的原料在钠基膨润土与石墨烯片层之间反应填充，通过钠基膨润土的插接，可以终止石墨烯片层的继续增加的主链骨架反应，只有两个石墨烯片层之间的支链发生乙烯基三甲氧基硅烷自身聚合反应，使得石墨烯片层之间填充大量的硅氧烷键，由于硅氧烷键具有一定的疏水能力，进而提高了整个主链结构的疏水性能；第三步，将第二步中制备的胶体通过蒸发除去其中的溶剂丙酮，然后加入温度为120℃的密炼机中，同时向其中加入促进剂、防老剂和硫磺，恒温混炼10-15min，然后向其中加入硼砂，升温160℃混炼2h得到混炼胶，同时将得到的混炼胶在开炼机上翻炼后下片备用；由于两个石墨烯片层之间发生乙烯基三甲氧基硅烷自身聚合反应后，支链仍留有空隙，此时硫磺直接填充在空隙中，而通过加入硼砂，由于石墨烯片层上含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高韧性汽车防水密封条，其特征在于，包括如下重量份的各组分：氰基‑酰胺化不饱和氧化石墨烯单体26‑28份、乙烯基三甲氧基硅烷43‑47份、偶氮二异丁腈45‑56份、钠基蒙脱土12‑14份、纳米二氧化钛6‑8份、硼砂7‑9份、促进剂2‑3份、防老剂2‑3份、硫磺5‑6份、丙酮150‑200份；其中氰基‑酰胺化不饱和氧化石墨烯单体的具体制备过程如下：步骤1、称取一定量的氧化石墨烯加入水中，升温至70℃超声分散30min，将得到的氧化石墨烯分散液倒入反应烧瓶中，然后向反应烧瓶中加入对羟基苯甲腈，保持70℃反应5h，然后对产物进行抽滤洗涤，得到氰基氧化石墨烯；步骤2、将步骤1中制备的氰基氧化石墨烯和N，N‑二甲基甲酰胺加入反应容器中，超声分散50min，然后向超声分散后的氰基氧化石墨烯中加入二氯亚砜，升温至80℃，搅拌反应6h，然后将得到的产物浓缩后经过减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜和溶剂N，N‑二甲基甲酰胺，得到氰基‑氯化氧化石墨烯；步骤3、将步骤2中制备的氰基‑氯化氧化石墨烯加入乙醚中，升温至80℃超声分散30min，然后向其中加入二烯丙基胺，恒温搅拌反应5h，然后进行过滤洗涤，得到氰基‑酰胺化不饱和氧化石墨烯单体。...

【技术特征摘要】
1.高韧性汽车防水密封条，其特征在于，包括如下重量份的各组分：氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体26-28份、乙烯基三甲氧基硅烷43-47份、偶氮二异丁腈45-56份、钠基蒙脱土12-14份、纳米二氧化钛6-8份、硼砂7-9份、促进剂2-3份、防老剂2-3份、硫磺5-6份、丙酮150-200份；其中氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体的具体制备过程如下：步骤1、称取一定量的氧化石墨烯加入水中，升温至70℃超声分散30min，将得到的氧化石墨烯分散液倒入反应烧瓶中，然后向反应烧瓶中加入对羟基苯甲腈，保持70℃反应5h，然后对产物进行抽滤洗涤，得到氰基氧化石墨烯；步骤2、将步骤1中制备的氰基氧化石墨烯和N，N-二甲基甲酰胺加入反应容器中，超声分散50min，然后向超声分散后的氰基氧化石墨烯中加入二氯亚砜，升温至80℃，搅拌反应6h，然后将得到的产物浓缩后经过减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜和溶剂N，N-二甲基甲酰胺，得到氰基-氯化氧化石墨烯；步骤3、将步骤2中制备的氰基-氯化氧化石墨烯加入乙醚中，升温至80℃超声分散30min，然后向其中加入二烯丙基胺，恒温搅拌反应5h，然后进行过滤洗涤，得到氰基-酰胺化不饱和氧化石墨烯单体。2.根据权利要求1所述的高韧性汽车防水密封条，其特征在于，步骤1中每克氧化石墨烯中加入对羟基苯甲腈0.11...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：温州包鹿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33