本发明专利技术一种氢化丁腈橡胶补强剂，所述氢化丁腈橡胶补强剂为片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的复合物，以纳米二氧化硅颗粒为载体，片状水滑石生长于所述纳米二氧化硅颗粒的表面；所述复合物中，所述片状水滑石与所述纳米二氧化硅颗粒的重量比为0.2～1：1。本发明专利技术公开的氢化丁腈橡胶补强剂为片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的复合物，纳米二氧化硅颗粒作为载体，片状水滑石生长于所述纳米二氧化硅颗粒的表面，改性后的纳米二氧化硅颗粒作为氢化丁腈的补强剂具有良好的补强性和在氢化丁腈橡胶中优秀的分散性，且片状水滑石可以在橡胶受到拉力作用时产生取向行为，提高应力转移速率，使补强剂更加高效。补强剂更加高效。补强剂更加高效。
【技术实现步骤摘要】
一种氢化丁腈橡胶补强剂及其制备方法、应用
[0001]本专利技术涉及了氢化丁腈橡胶补强剂的
，具体涉及了一种氢化丁腈橡胶补强剂及其制备方法、应用。
技术介绍
[0002]氢化丁腈橡胶作为一种高饱和度的合成橡胶在航空、油田以及密封等领域中得到了广泛的应用。氢化丁腈橡胶制备过程中需要加入补强剂来提高橡胶产品的力学性能。
[0003]现有常用的氢化丁腈橡胶常用的补强剂主要是炭黑，但是炭黑作为补强剂使用过程中出现了补强效率低，补强效果低和环保性差的弊端。二氧化硅具有环境无污染、价格低廉、补强性能优异的特点，被认为是可以替代炭黑的新一代绿色填料。但其为纳米颗粒状态时易于在橡胶中团聚，团聚体的形成限制了其对橡胶补强作用的发挥，不利于得到高性能氢化丁腈橡胶复合材料，从而不利于氢化丁腈橡胶的大规模应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于：针对现有技术二氧化硅材料作为氢化丁腈橡胶补强剂时存在分散性差，补强效果差的问题，提供一种氢化丁腈橡胶补强剂及其制备方法、应用，该氢化丁晴橡胶补强剂为改性纳米二氧化硅颗粒，具有优秀的分散性能和良好的补强效果。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种氢化丁腈橡胶补强剂，所述氢化丁腈橡胶补强剂为片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的复合物，以纳米二氧化硅颗粒为载体，片状水滑石生长于所述纳米二氧化硅颗粒的表面；所述复合物中，所述片状水滑石与所述纳米二氧化硅颗粒的重量比为0.2～1：1。
[0007]本专利技术公开的氢化丁腈橡胶补强剂为片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的复合物，纳米二氧化硅颗粒作为载体，片状水滑石生长于所述纳米二氧化硅颗粒的表面，并通过限定片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的重量比，使得改性后的纳米二氧化硅颗粒作为氢化丁腈的补强剂具有良好的补强性和在氢化丁腈橡胶中优秀的分散性。
[0008]其中，该补强剂中水滑石纳米片与二氧化硅纳米颗粒相互促进分散的效果，有效解决纳米补强剂在橡胶中易于团聚的问题，保证了该补强剂优秀的分散作用；同时，片状水滑石可以在橡胶受到拉力作用时产生取向行为，提高应力转移速率，使补强剂更加高效，并且片状水滑石可以减弱热空气和老化产物的扩散，提高橡胶的耐热空气老化性能。
[0009]进一步的，所述复合物中，纳米二氧化硅颗粒的粒径为10nm～100nm；片状水滑石的边长为100nm～1000nm。
[0010]进一步的，所述氢化丁腈橡胶补强剂为水滑石
‑
纳米二氧化硅颗粒的复合物，形成应力耗散中心。
[0011]进一步的，所述片状水滑石
‑
纳米二氧化硅颗粒的复合物是采用原位生长法制备得到的。
[0012]进一步的，所述片状水滑石与所述纳米二氧化硅颗粒的重量比为0.5～0.8:1。例
如，0.2:1；0.3:1；0.4:1；0.5:1；0.6:1；0.7:1；0.8:1；0.9:1；1:1。经过专利技术人大量的实验研究发现，片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的重量比与补强剂的补强性有着密切的关系，重量比过大会影响补强效果，重量比过小难以改善纳米二氧化碳颗粒的分散性，也会影响补强效果。
[0013]本专利技术的另一目的是为了提供上述氢化丁腈橡胶补强剂的制备方法。
[0014]一种上述氢化丁腈橡胶补强剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1、在反应装置中依次加入纳米二氧化硅颗粒和碳酸钠溶液，超声处理，得到第一溶液；
[0016]步骤2、向所述步骤1得到的第一溶液中，同时滴加六水合硝酸锌溶液和九水合硝酸铝溶液，搅拌，得到第二溶液；
[0017]步骤3、调节所述步骤2得到的第二溶液的pH为8.5～9.5，静置，洗涤至中性，过滤干燥，得到氢化丁腈橡胶补强剂。
[0018]本专利技术以六水合硝酸锌和九水合硝酸铝为前驱体，通过原位组装的方法制备得到水滑石
‑
二氧化硅复合补强剂，该制备方法操作简单，便于控制。
[0019]进一步的，所述碳酸钠溶液的浓度为0.3mol/L～0.5mol/L。碳酸钠溶液的添加量为纳米二氧化硅颗粒体积的2
‑
8倍。
[0020]进一步的，所述步骤1中，超声处理的时间为2h～3h。
[0021]进一步的，所述步骤2中，滴加的速度为1
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3滴/秒。研究发现，滴加的速度过快或者直接采用倾倒混合的方式进行添加，会严重影响补强剂的补强效果，滴加的速度过快或者直接采用倾倒混合的方式进行添加，制备的水滑石片状效果不好，且产品容易团聚。
[0022]进一步的，所述步骤3中，调节所述步骤2得到的第二溶液的pH为9～9.5。例如pH为8.5；pH为8.6；pH为8.7；pH为8.8；pH为8.9；pH为9.0；pH为9.1；pH为9.2；pH为9.3；pH为9.4；pH为9.5。通过专利技术人大量的实验研究发现，调节第二溶液最终的pH值与制备补强剂的补强效果有着密切的关系。过大过小的pH值会影响水滑石的片状形态及团聚性，使得补强效果明显降低。
[0023]进一步的，所述步骤3采用去离子水和无水乙醇中的至少一种作为洗涤剂。
[0024]进一步的，所述步骤1中，加入的纳米二氧化硅颗粒为液相纳米二氧化硅颗粒。本专利技术在制备过程中加入了沉淀法制备的水相纳米二氧化硅颗粒作为载体，可以使水滑石纳米片直接在二氧化硅表面形成晶核，进一步地，在二氧化硅表面原位生长，提高了纳米填料在橡胶中的分散性。
[0025]进一步的，所述步骤2中，六水合硝酸锌溶液的浓度为0.3mol/L～0.5mol/L；所述九水合硝酸铝溶液的浓度为0.2mol/L～0.6mol/L。优选地，所述步骤2中，六水合硝酸锌溶液的浓度为0.4mol/L～0.5mol/L；所述九水合硝酸铝溶液的浓度为0.3mol/L～0.5mol/L。研究发现，硝酸锌和硝酸铝的浓度也是影响补强剂效果的关键性因素，过大或过小的浓度，会影响水滑石的沉积状态和沉积分散度，会导致补强效果降低。
[0026]进一步的，所述步骤2中，硝酸盐化合物与纳米二氧化硅颗粒的添加质量比为0.2～1:1。优选地，所述步骤2中，硝酸盐化合物与纳米二氧化硅颗粒的添加质量比为0.5～0.8：1。例如，0.2:1；0.3:1；0.4:1；0.5:1；0.6:1；0.7:1；0.8:1；0.9:1；1:1。研究发现硝酸盐化合物与纳米二氧化硅颗粒的质量比是影响补强剂效果的关键因素。其中，所述硝酸盐化
合物的质量是指六水合硝酸锌和九水合硝酸铝的质量之和。
[0027]进一步的，所述步骤3中，静置之前，进行搅拌处理，搅拌的时间为2h～2.5h。
[0028]进一步的，所述步骤3中，静置的时间为10h～15h。
[0029]本专利技术的另一目的是为了提供上述氢化丁腈橡胶补强剂的应用。
[0030]一种上述氢化丁腈橡胶补强剂在制备氢化丁腈橡胶过程中作为原料的应用。
[0031]改性后的纳米二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氢化丁腈橡胶补强剂，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶补强剂为片状水滑石与纳米二氧化硅颗粒的复合物，以纳米二氧化硅颗粒为载体，片状水滑石生长于所述纳米二氧化硅颗粒的表面；所述复合物中，所述片状水滑石与所述纳米二氧化硅颗粒的重量比为0.2～1：1。2.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶补强剂，其特征在于，所述复合物中，纳米二氧化硅颗粒的粒径为10nm～100nm；片状水滑石的边长为100nm～1000nm。3.一种如权利要求1或2所述的氢化丁腈橡胶补强剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在反应装置中依次加入纳米二氧化硅颗粒和碳酸钠溶液，超声处理，得到第一溶液；步骤2、向所述步骤1得到的第一溶液中，同时滴加六水合硝酸锌溶液和九水合硝酸铝溶液，搅拌，得到第二溶液；步骤3、调节所述步骤2得到的第二溶液的pH为8.5～9.5，静置，洗涤至中性，过滤干燥，得到氢化丁腈橡胶补强剂。4.根据权利要求3所述的氢化丁腈橡胶补强剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，加入的纳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚男，索军营，魏莉，侯平安，唐帅，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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