一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法，以丁基橡胶和乙烯醋酸乙烯酯为基体，在双交联剂过氧化二异丙苯与硫磺和发泡剂偶氮二甲酰胺的协同作用下，通过橡胶的密炼、开炼、硫化过程得到多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面制得超疏水橡胶材料。本发明专利技术工艺简单易操作，可大面积生产，超疏水橡胶在多次机械冲击下仍能保持超疏水性能；而且在酸、碱、盐、溶剂中具有很好的超疏水稳定性。

A superhydrophobic rubber with mechanical impact resistance and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法
本专利技术属于功能橡胶制备
，具体涉及一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法。
技术介绍
超疏水表面具有特殊的浸润性，即水滴在其表面的接触角大于150°，而且在其上易于滚动。水滴在滚动的过程中会将表面沾有的污物一同带走，即“荷叶自清洁效应”。超疏水材料因其优异的不沾水特性可应用于自清洁、油水分离、金属防腐、防冰、防雾等各个领域，因而在工业生产、医疗、军用产品和日常生活中有广泛的应用。制备超疏水表面的关键技术是微纳粗糙结构的构筑和低表面能物质的修饰。目前制备超疏水表面的主要方法有溶胶-凝胶法、层层自组装法等。上述方法制备的超疏水材料存在的最大问题是疏水物质与基材结合力弱，长时间暴露在外界环境中超疏水性能会下降，实际应用受到限制，因此制备耐用超疏水材料具有重大意义。近年来制备耐用持久超疏水材料的相关工作很多，主要是通过提高基材与低表面能物质的界面作用或直接在基材上构筑粗糙度两种方式实现。通过把含有氨基的超疏水纳米溶胶与能与它通过氢键或分子间作用力的树脂混合涂布于基材表面，制备得到耐用超疏水涂层。或者通过引入耐磨弹性体材料，构筑自相似结构等方法来增强超疏水材料的耐用性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法，简易可行、可大面积生产，通过该方法制备的超疏水橡胶材料稳定性较好，有一定的抗机械冲击性能和耐化学腐蚀性能。本专利技术采用以下技术方案：一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法，以丁基橡胶和乙烯醋酸乙烯酯为基体，在双交联剂过氧化二异丙苯与硫磺和发泡剂偶氮二甲酰胺的协同作用下，通过橡胶的密炼、开炼、硫化过程得到多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面制得超疏水橡胶材料。具体的，密炼过程具体为：把40～70重量份的丁基橡胶和30～60重量份的乙烯醋酸乙烯酯，15～30重量份的白炭黑和3～6重量份的石蜡，0.2～0.7重量份的过氧化二异丙苯和0.4～0.7重量份的硫磺，5～15重量份的氧化锌和1～5重量份的硬脂酸，0.5～4重量份的偶氮二甲酰胺，在温度80～100℃的密炼机中混合均匀。具体的，开炼处理后混炼胶的厚度为8～15mm。具体的，硫化过程为：控制温度165～185℃，模压350～450s将开炼处理后的混炼胶交联成型，经室温冷却得到多孔橡胶块体材料。具体的，将橡胶表皮整齐剥落并暴露出微米级泡孔，用砂纸打磨得到超疏水橡胶材料。进一步的，砂纸为300～600目。进一步的，打磨次数为50～350次。本专利技术的另一个技术方案是，一种抗机械冲击超疏水橡胶，制备的橡胶与水滴的接触角大于150°。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法，通过IIR/EVA橡胶的密炼、开炼、硫化过程并去除橡胶表皮后，用砂纸打磨后得到超疏水橡胶材料，超疏水橡胶在多次机械冲击下仍能保持超疏水性能；而且在酸、碱、盐、溶剂中具有很好的超疏水稳定性。进一步的，密炼处理使基材与填料充分混合均匀。进一步的，由于橡胶在硫化时要求固定量，若混炼胶的厚度小于8mm，在硫化仪中需要多放几层混炼胶才能满足要求，多层混炼胶硫化出的橡胶内部也会分层；若混炼胶的厚度大于15mm，其在硫化仪中流动性较差，影响成型，所以开炼处理后混炼胶的厚度为8～15mm。进一步的，硫化过程中控制温度165～185℃，模压350～450s是为了使IIR/EVA橡胶充分发泡形成三维网状结构并在其内部产生均匀的泡孔。进一步的，将橡胶表皮整齐剥落并暴露出微米级泡孔，用砂纸打磨橡胶表面可以在其泡孔壁上产生微纳相间的粗糙结构，即制备超疏水表面的必要条件之一。进一步的，用300～600目的砂纸打磨橡胶表面30～350次能促近微纳相间粗糙结构的形成，有助于实现接触角大于150°，即超疏水状态。综上所述，本专利技术通过IIR/EVA橡胶的密炼、开炼、硫化过程并去除橡胶表皮后，用砂纸打磨后得到超疏水橡胶材料，本专利技术工艺简单易操作，可大面积生产，超疏水橡胶在多次机械冲击下仍能保持超疏水性能；而且在酸、碱、盐、溶剂中具有很好的超疏水稳定性。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为橡胶表面SEM图和接触角变化，其中，(a)为原始橡胶，(b)为用0.5kg砝码冲击40次。具体实施方式本专利技术提供了一种抗机械冲击超疏水橡胶及其制备方法，在交联剂过氧化二异丙苯DCP与硫磺S和发泡剂偶氮二甲酰胺AC的协同作用下，首先通过丁苯橡胶IIR/乙烯醋酸乙烯酯EVA橡胶的密炼、开炼、硫化过程制备得到IIR/EVA多孔橡胶材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面从而得到超疏水橡胶材料。本方法制备的橡胶材料与水滴的接触角大于150°，在多次机械冲击后仍能保持超疏水性能；而且在酸、碱、盐、溶剂中具有很好的超疏水稳定性。本专利技术一种抗机械冲击超疏水橡胶的制备方法，首先以丁基橡胶(IIR)和乙烯醋酸乙烯酯(EVA)为基体，在双交联剂过氧化二异丙苯(DCP)与硫磺(S)和发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)的协同作用下，通过橡胶的密炼、开炼、硫化过程得到多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面从而得到超疏水橡胶材料。具体步骤如下：S1、IIR/EVA橡胶的制备把40～70重量份的IIR和30～60重量份的EVA作为基体，15～30重量份的白炭黑和3～6重量份的石蜡作为填料，0.2～0.7重量份的过氧化二异丙苯和0.4～0.7重量份的硫磺作为交联剂，5～15重量份的氧化锌和1～5重量份的硬脂酸作为发泡助剂，0.5～4重量份的偶氮二甲酰胺作为发泡剂，在温度为80～100℃的密炼机中混合均匀；然后用开炼机把其处理成8～15mm厚的混炼胶，最后在165～185℃的硫化仪中模压350～450s使其交联成型，室温冷却得到多孔橡胶块体材料。S2、超疏水橡胶的制备去除橡胶的表皮并用300～600目砂纸打磨其表面50～350次，得到超疏水橡胶材料。本专利技术在交联剂和发泡剂的协同作用下，利用橡胶的密炼、开炼、硫化过程制备得到IIR/EVA多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面可得到超疏水橡胶材料。该方法简易可行、可大面积生产，制备的超疏水橡胶材料稳定性较好，可以提高超疏水橡胶的抗机械冲击性、耐用性和耐化学腐蚀性能。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本专利技术实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1步骤1把70重量份的丁基橡胶(IIR)和30重量份的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)作为基体，15重量份的白炭黑和5重量份的石蜡作为填料，0.4重量份的过氧化二异丙苯和0.6重量份的硫磺作为交联剂，5重量份的氧化锌和3重量份的硬脂酸作为发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗机械冲击超疏水橡胶的制备方法，其特征在于，以丁基橡胶和乙烯醋酸乙烯酯为基体，在双交联剂过氧化二异丙苯与硫磺和发泡剂偶氮二甲酰胺的协同作用下，通过橡胶的密炼、开炼、硫化过程得到多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面制得超疏水橡胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种抗机械冲击超疏水橡胶的制备方法，其特征在于，以丁基橡胶和乙烯醋酸乙烯酯为基体，在双交联剂过氧化二异丙苯与硫磺和发泡剂偶氮二甲酰胺的协同作用下，通过橡胶的密炼、开炼、硫化过程得到多孔橡胶块体材料，然后去除橡胶的表皮并用砂纸打磨其表面制得超疏水橡胶材料。2.根据权利要求1所述的抗机械冲击超疏水橡胶的制备方法，其特征在于，密炼过程具体为：把40～70重量份的丁基橡胶和30～60重量份的乙烯醋酸乙烯酯，15～30重量份的白炭黑和3～6重量份的石蜡，0.2～0.7重量份的过氧化二异丙苯和0.4～0.7重量份的硫磺，5～15重量份的氧化锌和1～5重量份的硬脂酸，0.5～4重量份的偶氮二甲酰胺，在温度80～100℃的密炼机中混合均匀。3.根据权利要求1所述的抗机械冲击超疏水橡胶的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛朝华，王慧迪，姬占有，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61