【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于丁腈橡膠，具體地，涉及一種耐高溫丁腈橡膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、丁腈橡膠（nbr），是由丙烯腈與丁二烯單體聚合而成的共聚物，因其分子鏈中含有丙烯腈，而具備優(yōu)秀的耐油性能，其耐油性優(yōu)于天然橡膠、氯丁橡膠和丁苯橡膠，加之橡膠自身所具備的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而獲得的高彈性，使丁腈橡膠廣泛的應(yīng)用于各種油品密封領(lǐng)域。
2、近些年來(lái)汽車行業(yè)的不斷向前發(fā)展，對(duì)車輛安全性、舒適性也要求更高，因此對(duì)汽車零部件的使用溫度及使用壽命也越來(lái)越高，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及周邊涉及到橡膠零部件耐溫要求提高到150℃，一般的丁腈橡膠就無(wú)法滿足要求，只能選擇耐溫性能更好的丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠等，但這些橡膠跟丁腈橡膠價(jià)格上比相差4-10倍，大大增加了成本；不僅如此，丁腈橡膠的氧指數(shù)較低，阻燃性能較差，有燃燒的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，亟需解決以上問(wèn)題，以滿足丁腈橡膠
的更高需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種耐高溫丁腈橡膠及其制備方法。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，包括以下步驟：
4、將丁腈橡膠、三元乙丙橡膠、氧化鋅、改性氫氧化鎂、改性劑和潤(rùn)滑劑投入密煉機(jī)中，室溫混煉20min后，加入到開(kāi)煉機(jī)中并加入硫磺（硫化劑）和硫化促進(jìn)劑，在80℃下混煉10min，排膠，得到混煉膠；將混煉膠加入到平板硫化機(jī)中，經(jīng)一次硫化和二次硫化后，得到耐高溫丁腈橡膠。
5、進(jìn)一
6、進(jìn)一步地，所述潤(rùn)滑劑為環(huán)氧大豆油和硬脂酸中的一種。
7、進(jìn)一步地，所述硫化促進(jìn)劑為二硫化四乙基秋蘭姆和四甲基二硫化秋蘭姆中的一種。
8、進(jìn)一步地，所述一次硫化的條件為162-170℃下，硫化10-20min；二次硫化的條件為170-175℃下，硫化2-3h。
9、三元乙丙橡膠耐老化性能優(yōu)異，不僅能增強(qiáng)丁腈橡膠的耐老化性能，還能一定程度的增強(qiáng)丁腈橡膠耐熱性能；加入少量的硫化促進(jìn)劑可縮短硫化時(shí)間，降低硫化溫度，減少硫化劑用量。
10、進(jìn)一步地，所述改性氫氧化鎂通過(guò)以下步驟制得：
11、在三口燒瓶中加入氫氧化鎂和乙醇水溶液，磁力攪拌2h，使氫氧化鎂分散均勻后，加入乙烯基三甲氧基硅烷，80℃下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)完成，抽濾取濾渣，真空干燥，研磨得到改性氫氧化鎂。
12、進(jìn)一步地，氫氧化鎂、乙醇水溶液、乙烯基三甲氧基硅烷的用量之比為1g:100ml:3.6g。
13、使用乙烯基三甲氧基硅烷對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行改性，在其表面形成一層有機(jī)層，能改善氫氧化鎂與丁腈橡膠基體的界面相容性，從而促進(jìn)改性氫氧化鎂在基體中均勻分散，減輕團(tuán)聚現(xiàn)象，使氫氧化鎂阻燃和抑煙的性能得以充分發(fā)揮，并且減少了氫氧化鎂的用量，降低了其對(duì)力學(xué)性能的影響。
14、進(jìn)一步地，所述改性劑通過(guò)以下步驟制得：
15、s1、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中加入4,4'-二氨基二苯砜和n,n-二甲基甲酰胺（dmf）混合，加熱至30℃并不斷攪拌，直至固體完全溶解，通入氮?dú)馀懦諝猓尤攵一滓宜岷投h(huán)己基碳二亞胺（dcc，脫水劑）混合攪拌均勻，升溫至50℃，保溫反應(yīng)135min，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，減壓蒸餾去除溶劑，無(wú)水乙醇洗滌2-3次，真空干燥，得到中間體1；4,4'-二氨基二苯砜、n,n-二甲基甲酰胺、二乙基磷乙酸、二環(huán)己基碳二亞胺的用量之比為26.6g:150ml:19.6g:20.6g；
16、4,4'-二氨基二苯砜上的氨基與二乙基磷乙酸的羧基，發(fā)生酰胺化反應(yīng)，在dcc的作用下，較溫和的條件下就能反應(yīng)，通過(guò)控制二者的摩爾比接近1:1且4,4'-二氨基二苯砜略微過(guò)量，使4,4'-二氨基二苯砜上只有一個(gè)氨基參與到反應(yīng)，得到中間體1；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：
17、；
18、s2、在裝有攪拌裝置三口燒瓶中將中間體1、4-戊烯醛、哌啶（縮合劑）和n,n-二甲基甲酰胺混合，不斷攪拌直至固體完全溶解，控制反應(yīng)溫度為70℃，保溫反應(yīng)6h，反應(yīng)完成后，減壓蒸餾除去部分溶劑，再通過(guò)柱層析提純（洗脫液采用乙酸乙酯/苯的混合溶劑，二者的體積比為2:3），旋蒸除去洗脫液，真空干燥，得到中間體2；中間體1、4-戊烯醛、哌啶、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為42.6g:8.4g:15ml:100ml；
19、在縮合劑的作用下，中間體1上的氨基與4-戊烯醛上的醛基發(fā)生縮合，形成亞胺基（c=n席夫堿結(jié)構(gòu)），得到中間體2；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：
20、；
21、s3、在裝有攪拌回流裝置的三口燒瓶中加入含氫硅油、n,n-二甲基甲酰胺和speier催化劑，室溫下攪拌30min后，加入中間體2，升高溫度至80℃，保溫反應(yīng)8h后，停止加熱，待裝置冷卻至室溫，攪拌5h，過(guò)濾、旋蒸去除溶劑，得到改性劑；含氫硅油、n,n-二甲基甲酰胺、speier催化劑、中間體2的用量之比為10g:100ml:0.5ml:18.6g；
22、在speier催化劑的催化下，含氫硅油和中間體2發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，得到改性劑；具體反應(yīng)過(guò)程如下所示：
23、；
24、制得的改性劑以聚硅氧烷鏈為主體，聚硅氧烷主鏈由硅氧鍵（si-o鍵）構(gòu)成，這種鍵的鍵能較高，能大大增強(qiáng)丁腈橡膠基體的耐熱性能；此外，改性劑分子中還含有二苯砜、磷酸酯和席夫堿結(jié)構(gòu)，其中二苯砜結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)苯環(huán)，能進(jìn)一步增強(qiáng)基體的耐熱性能，并且二苯砜結(jié)構(gòu)中的s元素，在受熱脫硫生成so2、亞硫酸和水，可以促進(jìn)基體的fries重排反應(yīng)，加速基體成炭，可以有效增強(qiáng)基體的阻燃抑煙性能；另外，磷酸酯也具有良好的阻燃性能，不僅如此，席夫堿結(jié)構(gòu)中的c=n雙鍵在高溫下能夠生成碳氮六元環(huán)，這類六元環(huán)結(jié)構(gòu)使基體形成穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能與二苯砜和磷酸酯起協(xié)同作用，大幅增強(qiáng)基體的阻燃性能；最后，制得的改性劑屬于大分子，相比小分子改性劑不易遷移和滲出，其性能更加穩(wěn)定。
25、本專利技術(shù)的有益效果：
26、1、本專利技術(shù)制得的丁腈橡膠中加入三元乙丙橡膠，增強(qiáng)丁腈橡膠的耐老化性和一定程度的耐熱性能；
27、2、通過(guò)對(duì)氫氧化鎂進(jìn)行改性，相比普通氫氧化鎂，與丁腈橡膠的相容性更好，減輕團(tuán)聚現(xiàn)象，大幅增強(qiáng)了丁腈橡膠的阻燃抑煙性能；
28、3、制得的改性劑分子中各項(xiàng)基團(tuán)起協(xié)同作用，顯著增強(qiáng)了丁腈橡膠的耐熱性和阻燃抑煙性能，并且性能穩(wěn)定，不易脫落；
29、因此，本專利技術(shù)制得的丁腈橡膠耐老化性好，具有穩(wěn)定高效的耐熱性和阻燃抑煙性能，在丁腈橡膠
具備重要應(yīng)用價(jià)值。
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟S1中4,4'-二氨基二苯砜、N,N-二甲基甲酰胺、二乙基磷乙酸、二環(huán)己基碳二亞胺的用量之比為26.6g:150mL:19.6g:20.6g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟S2中中間體1、4-戊烯醛、哌啶、N,N-二甲基甲酰胺的用量之比為42.6g:8.4g:15mL:100mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟S3中含氫硅油、N,N-二甲基甲酰胺、Speier催化劑、中間體2的用量之比為10g:100mL:0.5mL:18.6g。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，各原料按照重量份數(shù)計(jì)如下：80-100份丁腈橡膠、20-30份三元乙丙橡膠、3-7份氧化鋅、14-20份改性氫氧化鎂、6-18份改性劑、4-6份潤(rùn)滑劑、3-5份硫磺、0.5-1.5份硫化促進(jìn)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，氫氧化鎂、乙醇水溶液、乙烯基三甲氧基硅烷的用量之比為1g:100mL:3.6g。
8.一種耐高溫丁腈橡膠，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法制備而成。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟s1中4,4'-二氨基二苯砜、n,n-二甲基甲酰胺、二乙基磷乙酸、二環(huán)己基碳二亞胺的用量之比為26.6g:150ml:19.6g:20.6g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟s2中中間體1、4-戊烯醛、哌啶、n,n-二甲基甲酰胺的用量之比為42.6g:8.4g:15ml:100ml。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫丁腈橡膠的制備方法，其特征在于，步驟s3中含氫硅油、n,n-二甲基甲酰胺、speier催化劑、中間體2的用量之比為10g:100ml:0...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡乃達(dá)，吳國(guó)清，陳必雄，吳斌，李建海，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽卡瑞森密封科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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