一种高强韧的NBR复合材料及制备方法技术

本发明专利技术提出一种高强韧的NBR复合材料的制备方法，包括以下步骤：将丁腈橡胶生胶和补强剂混合并进行薄通至完全融合后再加入填料薄通至完全融合得到第一混料；所述填料包括二氧化硅和/或Ti3C2‑

【技术实现步骤摘要】
一种高强韧的NBR复合材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及改性橡胶
，尤其涉及一种高强韧的NBR复合材料及制备方法。

技术介绍

[0002]NBR(丁腈橡胶)复合材料因其易于制造、成本低以及优异的机械性能而广泛用于飞机、汽车、铁路装备、航空航天装备和国防工业。随着现代工业化的发展及对自然探索的深入，丁腈橡胶在水润滑尾轴承的应用对其性能提出更高的要求，其最大优点就在于对泥沙不敏感，缺点是承载能力小，在高载低速情况下(边界和混合润滑条件)容易产生高磨损、甚至撕裂现象。因此，提高NBR复合材料韧性和形变量是首要的工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0004]为此，本专利技术的目的在于提出一种高强韧的NBR复合材料及制备方法，利用其中Ti3C2‑
MXene和/或二氧化硅填料的添加，并且Ti3C2‑
MXene和/或二氧化硅在硫化剂硫粉添加后添加，增强与丁腈橡胶生胶基体界面结合作用，使得改性NBR复合材料的力学性能更好。
[0005]为达到上述目的，根据本专利技术的第一个方面提出了一种高强韧的NBR复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将丁腈橡胶生胶和补强剂混合并进行薄通至完全融合后再加入填料薄通至完全融合，得到第一混料；所述填料包括二氧化硅和/或Ti3C2‑
MXene；其中所述丁腈橡胶生胶与所述填料的质量比为(30
‑
50)：(0.8
‑
2.4)；
[0007]将硫化助剂、防老剂和硫化剂加入所述第一混料中并在15分钟内完成薄通；再依次进行固化成型得到改性NBR复合材料。
[0008]在一些实施例中，所述丁腈橡胶生胶与所述Ti3C2‑
MXene的质量比为(30
‑
50)：(0.4
‑
1.2)。
[0009]在一些实施例中，所述丁腈橡胶生胶与所述二氧化硅的质量比为(30
‑
50)：(0.4
‑
1.2)。
[0010]在一些实施例中，所述硫化助剂包括ZnO、硬脂酸、促进剂TMTD、防焦剂CTP、促进剂MBT和促进剂CZ。
[0011]在一些实施例中，所述硫化剂为硫粉，其中所述丁腈橡胶生胶与所述硫粉的质量比为(30
‑
50)：(0.6
‑
1)。
[0012]在一些实施例中，所述补强剂选自炭黑，其中所述丁腈橡胶生胶与所述炭黑的质量比为(30
‑
50)：(9
‑
11)。
[0013]在一些实施例中，所述丁腈橡胶生胶的型号为2665E或N220S
‑
JSR，所述2665E的丙烯腈含量为29％，门尼粘度为66；所述N220S
‑
JSR的丙烯腈含量41％，门尼粘度为56。
[0014]在一些实施例中，所述固化的温度为150
‑
170℃，时间为20
‑
40min，压力为8
‑
10MPa。
[0015]在一些实施例中，将所述硫化助剂、所述防老剂和所述硫化剂加入所述第一混料在进行薄通后和固化前，再次薄通5
‑
8次。
[0016]根据本专利技术的第二个方面提出了一种高强韧的NBR复合材料，其利用上述任一实施例中的方法制备而成。
[0017]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1是本专利技术实施例提出的NBR复合材料的制备流程图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照实施例，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他技术方案，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要说明的是以下示例性的说明中，丁腈橡胶生胶的型号为2665E或N220S
‑
JSR，2665E的丙烯腈含量为29％，门尼粘度为66；N220S
‑
JSR的丙烯腈含量41％，门尼粘度为56。四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)购于宜兴日新化工有限公司；N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑磺酰胺(CZ)购于江苏普莱斯生物科技有限公司；其它硫化剂及硫化助剂如硫磺、炭黑(CB N220)、氧化锌、硬脂酸等均为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司；并采用利安隆博华(天津)医药化学有限公司的四氢呋喃(THF)；采用国药集团化学试剂有限公司提供的，Ti3C2‑
MXene，其粒径为100
‑
200nm；采用上海超威纳米科技有限公司提供的纳米二氧化硅，其粒径为50
‑
100nm。
[0022]如图1所示，本专利技术的目的在于提出一种高强韧的NBR复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1:将丁腈橡胶生胶和补强剂混合并进行薄通至完全融合后再加入填料薄通至完全融合，得到第一混料；填料包括二氧化硅和/或Ti3C2‑
MXene；其中丁腈橡胶生胶与填料的质量比为(30
‑
50)：(0.8
‑
2.4)；
[0024]S2:将硫化助剂、防老剂和硫化剂加入第一混料中并在15分钟内完成薄通；再依次进行固化成型得到改性NBR复合材料。
[0025]本实施例中，先将丁腈橡胶生胶和补强剂混合后再加入填料，且填料添加顺序在在硫化助剂、防老剂和硫化剂添加之前，利用填料本身性能优异，界面结合作用增强提高了改性NBR复合材料。需要说明的是本实施例中的填料包括二氧化硅和/或Ti3C2‑
MXene可理解为本实施例中的填料包含只有二氧化硅或只有Ti3C2‑
MXene的实施例，也包含了填料包括二氧化硅和Ti3C2‑
MXene的实施例，且本专利技术实施例中的二氧化硅为纳米二氧化硅。优选的，填料包括二氧化硅和Ti3C2‑
MXene，其中Ti3C2‑
MXene自身强度不如二氧化硅，但纳米二氧化硅
的粒径更小，比表面积更大，因此与基体界面结合作用增强，当两者共同作为填料一起使用时产生协同效果，即片层材料与球形颗粒相互作用，使得改性NBR复合材料的力学性能更好。
[0026]为达到上述目的，根据本专利技术的第一个方面提出的制备方法，其中丁腈橡胶生胶与填料的质量比为(30
‑
50)：(0.8
‑
2.4)，且优选为(30
‑
50)：0.9；不限于任何理论，通过丁腈橡胶生胶与填料的质量比，使得各物质之间形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧的NBR复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将丁腈橡胶生胶和补强剂混合并进行薄通至完全融合后再加入填料薄通至完全融合得到第一混料；所述填料包括二氧化硅和/或Ti3C2‑
MXene；其中所述丁腈橡胶生胶与所述填料的质量比为(30
‑
50)：(0.8
‑
2.4)；将硫化助剂、防老剂和硫化剂加入所述第一混料中并在15分钟内完成薄通；再依次进行固化成型得到改性NBR复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁腈橡胶生胶与所述Ti3C2‑
MXene的质量比为(30
‑
50)：(0.4
‑
1.2)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丁腈橡胶生胶与所述二氧化硅的质量比为(30
‑
50)：(0.4
‑
1.2)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫化助剂包括ZnO、硬脂酸、促进剂TMTD、防焦剂CTP、促进剂MBT和促进剂CZ。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的方法，其特征在于，所述硫化剂为硫粉，其中所述丁腈...

【专利技术属性】
技术研发人员：文军，赵瀚辰，王廷梅，刘楠，叶剑君，白小元，王建峰，陈守兵，李宋，李阳，杨成龙，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：