一种橡塑发泡助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种橡塑发泡助剂，包括以下原料：改性碳纳米管、改性氧化锌、膨胀微球；本发明专利技术还公开了该橡塑发泡助剂的制备方法，首先使碳纳米管在浓硫酸和浓硝酸溶液中酸化，进而使酸化后的碳纳米管在二环己基碳二亚胺缩合剂的作用下，与二乙烯三胺发生酰胺反应，得到氨基化碳纳米管，最后使β

【技术实现步骤摘要】
一种橡塑发泡助剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于橡胶塑料加工助剂
，具体的，涉及一种橡塑发泡助剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]橡胶塑料制品是以橡胶和高分子聚合物为基材，采用物理发泡或者化学发泡的方法进行生产，从而得到海绵状的橡塑多孔结构品，这一技术在目前以及被广泛的应用在各生产行业当中，如汽车门窗密封条、缓冲垫，建筑施工垫片、抗震材料、体育防护设施等。
[0003]发泡剂是整个橡塑材料制取中的最为关键的环节，其选用与工作效率、工作质量息息相关。一般来说，制取性能良好的发泡制品就必须选择科学、合理的发泡剂，且发泡剂的用量、使用方法都要满足目前社会发展需求，目前，发泡剂主要含有有机发泡剂和无机发泡剂，其中无机发泡剂主要是指碳酸氢钠、碳酸氢铵、尿素等，这些发泡剂在应用中有着分解速度快、温度低的优势，分解出二氧化碳和氨气，这些气体存在时橡胶结构存在渗透系数大、难以制造出闭孔的发泡橡胶，制备的橡塑制品品质低、强度低、收缩率大、容易变形，常用的有机发泡剂主要含有氮二甲酰胺、亚硝基、二苯磺酰肼醚等，这些材料在应用中分解温度大约都在200℃以上，因此，在生产过程中需要加入其它的发泡助剂，如尿素、氧化镁等，但是现有的发泡助剂与橡塑基材的相容性差，功能单一，分解放气速度快，瞬间产生的热气会导致泡孔塌陷或合并，降低橡塑发泡材料质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种橡塑发泡助剂及其制备方法。
[0005]本专利技术需要解决的技术问题为：现有的发泡助剂与橡塑基材的相容性差，功能单一，分解放气速度快，瞬间产生的热气会导致泡孔塌陷或合并，降低橡塑发泡材料质量。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种橡塑发泡助剂，包括以下重量份原料：改性碳纳米管1
‑
3份、改性氧化锌1
‑
3份、膨胀微球1
‑
3份；该橡塑发泡助剂的制备方法如下：将改性碳纳米管、改性氧化锌和膨胀微球加入搅拌罐中，混合均匀，即得一种橡塑发泡助剂。
[0007]进一步地，所述改性碳纳米管由以下步骤制成：步骤A1、将碳纳米管、浓硫酸和浓硝酸加入锥形瓶中，在室温条件下，频率25
‑
35kHz超声振荡4h，然后加入去离子水进行稀释，稀释后用孔径450nm的微孔膜过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，再于80℃下进行真空干燥4h，得到酸化碳纳米管；步骤A2、将酸化碳纳米管、二乙烯三胺和二环己基碳二亚胺加入单口烧瓶中，升温至120℃，回流反应36
‑
48h，然后加入无水乙醇，频率30
‑
50kHz下超声处理20
‑
40min后，用微
孔膜过滤，滤饼用去离子水洗涤3
‑
5次，最后置于80℃烘箱中干燥4h，得到氨基化碳纳米管；步骤A3、将氨基化碳纳米管、去离子水和无水乙醇加入圆底烧瓶中，转速60
‑
100min条件下搅拌5min后，控制反应温度0℃，氮气保护下，用恒压滴液漏斗向圆底烧瓶中同时滴加质量分数13.66%的β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙烯酰氯的苯溶液和质量分数20%的碳酸钾溶液，控制pH值为9
‑
10，滴加结束后，升温至25℃，转速100
‑
200r/min条件下，恒温反应24h后，抽滤，滤饼用蒸馏水和苯分别洗涤2
‑
3次，最后于50℃真空箱中干燥6
‑
10h，得到改性碳纳米管。
[0008]进一步地，步骤A1中碳纳米管、浓硫酸和浓硝酸的用量比为1g：120mL：30mL，去离子水的用量为浓硫酸体积的5
‑
8倍，浓硫酸质量分数为95%，浓硝酸质量分数为68%；步骤A2中酸化碳纳米管、二乙烯三胺和二环己基碳二亚胺的质量比为0.6：80
‑
90：12，无水乙醇用量为二乙烯三胺质量的80
‑
100%；步骤A3中氨基化碳纳米管、去离子水、无水乙醇和β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙烯酰氯的苯溶液的用量比为1
‑
3g：30
‑
50mL：20mL：50mL。
[0009]进一步地，所述改性氧化锌由以下步骤：步骤S11、将硫氰酸钠和环己烷加入三口烧瓶中，转速30
‑
50r/min条件下搅拌5min后，加热至环己烷回流，反应1h，然后蒸馏共沸脱水后，得到干燥硫氰酸钠；步骤S12、在氮气保护下，将干燥硫氰酸钠加入三口烧瓶中，然后向三口烧瓶中加入N,N
‑
二甲基甲酰胺、四丁基溴化铵和3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷，升高温度至130℃，转速200
‑
300r/min条件下反应3h后，自然降至室温，过滤，无水乙醇洗涤滤饼3
‑
5次，合并滤液，常压蒸馏去除乙醇，在30mmHg压力下减压蒸馏去除N,N
‑
二甲基甲酰胺，再于1mmHg压力下减压精馏，得到偶联剂；步骤S13、将去离子水、无水乙醇和氧化锌加入烧杯中，频率20
‑
40kHz下超声分散20min后，升温至85℃，然后向烧杯中滴加步骤S12得到的偶联剂，控制滴加速度1
‑
3滴/秒，滴加结束后，频率不变，继续超声30min，然后过滤，滤饼用蒸馏水洗涤3
‑
5次后，于80
‑
90℃烘箱中干燥至恒重，得到改性氧化锌。
[0010]进一步地，步骤S11中硫氰酸钠和环己烷的用量比为1g：5
‑
8mL，步骤S12中干燥硫氰酸钠、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四丁基溴化铵和3
‑
氯丙基三乙氧基硅烷的用量比为1.05mol：30
‑
50mL：0.05
‑
0.1g：1mol；步骤S13中所述去离子水、无水乙醇、氧化锌和偶联剂的质量比为240：100：60：1
‑
2。
[0011]进一步地，所述膨胀微球由以下步骤制成：步骤S21、向反应釜中加入丙烯腈、甲基丙烯腈、甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、过氧化月桂酰和环戊烷，转速60
‑
80r/min条件下，搅拌均匀，得到油相组合；步骤S22、向烧杯中加入去离子水、氯化钠、硅溶胶、聚乙烯吡咯烷酮溶液和亚硝酸钠，搅拌均匀后，加入步骤S21中的反应釜中，转速100
‑
200r/min条件下混合30min后，转移至均质机内，在转速7000r/min条件下搅拌10min后转移至高压反应釜中，氮气保护下，控制初始压力0.3MPa，温度60℃，反应20h后降温泄压出料，过滤、洗涤，最后于50℃烘箱中干燥至恒重，得到膨胀微球。
[0012]进一步地，步骤S21中丙烯腈、甲基丙烯腈、甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡塑发泡助剂，其特征在于，包括以下重量份原料：改性碳纳米管1
‑
3份、改性氧化锌1
‑
3份、膨胀微球1
‑
3份；该橡塑发泡助剂的制备方法如下：将改性碳纳米管、改性氧化锌和膨胀微球加入搅拌罐中，混合均匀，即得一种橡塑发泡助剂。2.根据权利要求1所述的一种橡塑发泡助剂，其特征在于，所述改性碳纳米管由以下步骤制成：步骤A1、将碳纳米管、浓硫酸和浓硝酸加入锥形瓶中，在室温条件下，频率25
‑
35kHz超声振荡4h，然后加入去离子水进行稀释，稀释后用孔径450nm的微孔膜过滤，滤饼用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，再于80℃下进行真空干燥4h，得到酸化碳纳米管；步骤A2、将酸化碳纳米管、二乙烯三胺和二环己基碳二亚胺加入单口烧瓶中，升温至120℃，回流反应36
‑
48h，然后加入无水乙醇，频率30
‑
50kHz下超声处理20
‑
40min后，用微孔膜过滤，滤饼用去离子水洗涤3
‑
5次，最后置于80℃烘箱中干燥4h，得到氨基化碳纳米管；步骤A3、将氨基化碳纳米管、去离子水和无水乙醇加入圆底烧瓶中，转速60
‑
100min条件下搅拌5min后，控制反应温度0℃，氮气保护下，用恒压滴液漏斗向圆底烧瓶中同时滴加质量分数13.66%的β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙烯酰氯的苯溶液和质量分数20%的碳酸钾溶液，控制pH值为9
‑
10，滴加结束后，升温至25℃，转速100
‑
200r/min条件下，恒温反应24h后，抽滤，滤饼用蒸馏水和苯分别洗涤2
‑
3次，最后于50℃真空箱中干燥6
‑
10h，得到改性碳纳米管。3.根据权利要求2所述的一种橡塑发泡助剂，其特征在于，步骤A1中碳纳米管、浓硫酸和浓硝酸的用量比为1g：120mL：30mL，去离子水的用量为浓硫酸体积的5
‑
8倍，浓硫酸质量分数为95%，浓硝酸质量分数为68%；步骤A2中酸化碳纳米管、二乙烯三胺和二环己基碳二亚胺的质量比为0.6：80
‑
90：12，无水乙醇用量为二乙烯三胺质量的80
‑
100%；步骤A3中氨基化碳纳米管、去离子水、无水乙醇和β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基）丙烯酰氯的苯溶液的用量比为1
‑
3g：30
‑
50mL：20mL：50mL。4.根据权利要求1所述的一种橡塑发泡助剂，其特征在于，所述改性氧化锌由以下步骤：步骤S11、将硫氰酸钠和环己烷加入三口烧瓶中，转速30
‑
50r/min条件下搅拌5min后，加热至环己烷回流，反应1h，然后蒸馏共沸脱水后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：嘉善县纤明新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：