一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶及其制备方法，其主要由丁腈橡胶与无水硫酸铜、一硫化四甲基秋兰姆、防老剂组成；在室温条件下的双辊开炼机上，将丁腈橡胶与无水硫酸铜、一硫化四甲基秋兰姆、防老剂混合均匀制成混炼胶；然后采用平板硫化机将混炼胶于160～180℃交联10～20分钟制得。与现有的金属配位交联丁腈橡胶硫化胶相比，其优点在于：通过引入一硫化四甲基秋兰姆，在交联的过程中，发挥显著的协同效应，可以迅速提高交联密度，相比而言，在达到相同的交联密度和力学性能的情况下，可以减少无水硫酸铜用量、降低交联温度、缩短交联时间。

【技术实现步骤摘要】
一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶及其制备方法
本专利技术涉及一种丁腈橡胶硫化胶及其制备方法，尤其涉及采用一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶及其制备方法，属于橡胶加工领域。
技术介绍
橡胶作为弹性体材料，通常是在硫化剂的作用下通过共价键交联的方式将线性或支化的高分子交联成为三维网状结构的体型大分子，在橡胶中同时还需要加入炭黑等增强体以及多种有机助剂，交联后的橡胶是不熔不溶的结构。除了采用共价键交联橡胶，人们也在探索利用其它的方式实现橡胶的交联。在所见的报道中，有采用氢键用于橡胶的交联；有采用金属氧化物和含活泼氢的橡胶等进行交联；另外，ZL200410025013.0提出利用金属配位实现含丙烯腈聚合物的交联，通过金属离子与腈基的配位作用实现了交联，但是该方法存在金属配位体的加入量相对较高，交联温度较高且交联时间相对较长的问题。本专利技术在采用硫酸铜金属配位交联丁腈橡胶的体系中，通过引入一硫化四甲基秋兰姆，在交联的过程中，与硫酸铜相互作用，发挥了协同效应，可以有效提高交联效率，减少硫酸铜的用量、降低交联温度且减少交联时间。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于提供一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶新材料，进一步开发丁腈橡胶硫化胶的产品种类，并提供所述的具有协同效应的金属配位交联丁腈橡胶及其制备方法。技术方案：一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶，丁腈橡胶混炼胶的配方为(质量分数)：丁腈橡胶100，无水硫酸铜5～20，一硫化四甲基秋兰姆1～3，防老剂2～5。上述金属配位交联丁腈橡胶硫化胶的制备方法，包括以下步骤：(1)首先在室温条件下的双辊开炼机上，将丁腈橡胶与无水硫酸铜、一硫化四甲基秋兰姆、防老剂等混合均匀，制成丁腈橡胶混炼胶；(2)丁腈橡胶混炼胶，采用平板硫化机在160～180℃交联10～20分钟，获得金属配位交联丁腈橡胶硫化胶。有益效果：本专利技术采用无水硫酸铜作为丁腈橡胶的配位交联剂，实现丁腈橡胶的交联，在传统金属配位交联的基础上，引入了一硫化四甲基秋兰姆，在交联的过程中，一硫化四甲基秋兰姆裂解产生的自由基与铜离子之间的协同效应形成高反应活性的络合物，促进了由铜离子和丁腈橡胶中的腈基配位形成的交联点在丁腈橡胶基体中的均匀分布，分子链相互作用增强，交联密度逐渐增加。通过引入了一硫化四甲基秋兰姆，发挥了强劲的协同效应，提高了交联效率，降低了硫酸铜的用量，降低了交联温度，缩短了交联时间；与只采用硫酸铜配位交联的丁腈橡胶硫化胶相比，提高了交联效率，改善了产物硫化胶的性能，拓展了丁腈橡胶硫化胶的产品种类。附图说明图1为按本专利技术实施例2和对比例2获得的交联过程的扭矩—时间关系曲线(交联温度是170℃)。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。本专利技术实施例中所用丁腈橡胶，丙烯腈质量分数33％；无水硫酸铜为分析纯试剂；防老剂RD、一硫化四甲基秋兰姆为工业级产品。实施例1：一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶，丁腈橡胶混炼胶的配方为(质量分数)：丁腈橡胶100，无水硫酸铜5，一硫化四甲基秋兰姆1，防老剂RD2。首先在室温条件下的双辊开炼机上，将丁腈橡胶与无水硫酸铜、一硫化四甲基秋兰姆、防老剂等混合均匀，制成丁腈橡胶混炼胶；将丁腈橡胶混炼胶，采用平板硫化机在160℃交联10分钟，获得金属配位交联丁腈橡胶硫化胶。拉伸强度、扯断伸长率、扯断永久变形按照标准GB/T528—2009进行测试，拉伸速度为500mm/min；撕裂强度按标准GB/T529—2008测定；邵尔A硬度按标准GB/T531—2008测试。丁腈橡胶硫化胶的交联密度测试方法如下：通过平衡溶胀实验，在室温下以二氯甲烷为溶剂，以尺寸为10×10×2mm3的样品进行交联密度的测量，浸泡时间为7天。样品的交联密度通过Flory-Rehner方程计算：其中：V是样品的交联密度；V0是膨胀样品中橡胶的体积分数；V1是二氯甲烷的摩尔体积；χ是橡胶与溶剂的相互作用参数；ρ1和ρ2分别是二氯甲烷和丁腈橡胶的密度。m1和m2分别是干燥前和干燥后溶胀样品的质量。产物无水硫酸铜配位交联丁腈橡胶硫化胶的性能参数见下表1。实施例2：丁腈橡胶100，无水硫酸铜10，一硫化四甲基秋兰姆2，防老剂RD3；交联温度是170℃，交联时间是15分钟；其余与实施例1相同。实施例3：丁腈橡胶100，无水硫酸铜20，一硫化四甲基秋兰姆3，防老剂RD5；交联温度是180℃，交联时间是20分钟；其余与实施例1相同。对比例1：丁腈橡胶100，无水硫酸铜5，防老剂RD2；交联温度是160℃，交联时间是10分钟；其余与实施例1相同。对比例2：丁腈橡胶100，无水硫酸铜10，防老剂RD3；交联温度是170℃，交联时间是15分钟；其余与实施例1相同。对比例3：丁腈橡胶100，无水硫酸铜20，防老剂RD5；交联温度是180℃，交联时间是20分钟；其余与实施例1相同。表1无水硫酸铜配位交联丁腈橡胶硫化胶的性能参数对比显然，本专利技术上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所做的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本专利技术的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶，其特征在于，所述丁腈橡胶硫化胶包括以下原料：/n

【技术特征摘要】
1.一种金属配位交联丁腈橡胶硫化胶，其特征在于，所述丁腈橡胶硫化胶包括以下原料：



所述的丁腈橡胶硫化胶通过下述方法获得：首先在室温条...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆波，孙颖涛，李嘉豪，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37