一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改性橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，對橡膠制品的要求日漸提高，橡膠材料除應(yīng)具有良好的物理機(jī)械性能和耐油性能外，還應(yīng)提高其耐磨性。降低橡膠材料的摩擦與磨損，可使用粉末狀固體潤滑材料。固體潤滑材料具有層狀結(jié)構(gòu)，如石墨、二硫化鉬等。二硫化鉬是從輝鋁礦提純得到的一種礦物質(zhì)，外觀呈黑灰色略帶藍(lán)色，有滑膩感，穩(wěn)定的二硫化鉬晶形屬于六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)(2H)。二硫化鉬晶體結(jié)構(gòu)中存在一種夾心式板層，由S-Mo-S三個平面組成的單元層。在單元層內(nèi)部，三棱形分布的硫原子包圍著每個鉬原子，鉬原子之間存在著很強(qiáng)的共價鍵。層間距為0.615 n m，以較弱的范德華力聯(lián)接，4萬個單元層存在于25 μm的薄層內(nèi)，而且層與層之間容易劈裂，從而具有優(yōu)異的固體潤滑性能?！禡oS2/ PVC /橡膠復(fù)合材料的制備及其性能研究》一文將二硫化鉬進(jìn)行改性，并與PVC —起添加到橡膠基體中，制備了二硫化鉬/ PVC /橡膠復(fù)合材料，研究了 PVC用量對NBR / PVC / 二硫化鉬、CNBR / PVC / 二硫化鉬及SBR / PVC / 二硫化鉬復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐磨性能的影響。
[0003]得到二硫化鉬/ PVC / NBR復(fù)合材料和二硫化鉬/ PVC / CNBR復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了提高，耐磨性能得到了提高。材料的耐熱性、韌性、回彈性、耐久性、抗拉強(qiáng)度、阻氣性、耐腐蝕性、抗形變性、抗靜電性不夠好，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成:二硫化鉬10-10.5、聚氯乙烯3-3.3、羧基丁腈橡膠100-105、硬脂酸1-1.2、氧化鋅5-5.3、促進(jìn)劑D0.5-0.7、促進(jìn)劑DM0.5-0.6、促進(jìn)劑ΤΤ0.2-0.3、硫磺2-2.3、硝酸亞鈰1.2-1.3、氨水適量、乙醇35-38、甘油6-6.7、碳納米管0.8-0.9、硅烷偶聯(lián)劑kh570 0.2-0.3、酞菁銅1.2-1.3、聚芳醚腈4.3-4.5、十二羰基三鐵0.3-0.4、納米碘化亞銅0.3-0.4、丁烷四酸鈰0.2-0.3。
[0006]所述的耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80-83°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570，攪拌反應(yīng)23-24小時，冷卻至室溫；
(2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5-9，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-2小時；
(3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80-83°C，攪拌反應(yīng)2_3小時，再加入碳納米管、納米碘化亞銅，攪拌反應(yīng)3-4小時，干燥，得到混合物料； (4)在雙輥開煉機(jī)上將橡膠進(jìn)行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3-4小時，然后在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化條件為158-161 °C，15-16MPa，90-92s，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明使用硝酸亞鈰對二硫化鉬進(jìn)行改性，在二硫化鉬表面形成納米二氧化鈰，在用碳納米管進(jìn)行包覆，提高了橡膠的耐熱性，利用二硫化鉬潤滑效果好，可以攜帶納米材料均勻分散，解決了納米二氧化鈰、碳納米管在橡膠中分散不均的問題，使得復(fù)合材料的力學(xué)性能、散熱性和抗靜電性得到了大幅度提高。通過使用酞菁銅、十二羰基三鐵、納米碘化亞銅、丁烷四酸鈰，提高了材料的耐酸、耐堿和耐熱性能，通過使用聚芳醚腈，材料的力學(xué)性能、耐磨性能、壓縮永久變形性和撕裂性得到明顯提高。
【具體實施方式】
[0008]—種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:二硫化鉬10、聚氯乙烯3、羧基丁腈橡膠100、硬脂酸1、氧化鋅5、促進(jìn)劑D0.5、促進(jìn)劑DM0.5、促進(jìn)劑ΤΤ0.2、硫磺2、硝酸亞鈰1.2、氨水適量、乙醇35、甘油6、碳納米管0.8、硅烷偶聯(lián)劑kh570 0.2、酞菁銅1.2、聚芳醚腈4.3、十二羰基三鐵0.3、納米碘化亞銅0.3、丁烷四酸鈰0.2。
[0009]所述的耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570，攪拌反應(yīng)23小時，冷卻至室溫；
(2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1小時；
(3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80°C，攪拌反應(yīng)2小時，再加入碳納米管、納米碘化亞銅，攪拌反應(yīng)3小時，干燥，得到混合物料；
(4)在雙輥開煉機(jī)上將橡膠進(jìn)行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3小時，然后在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化條件為158°C，15MPa，90s，即得。
[0010]該實施例復(fù)合材料的拉伸性能按GB/T528-2009標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果為4.7MPa，撕裂強(qiáng)度按GB/T529-2008結(jié)果為24kN/m，拉斷伸長率為422%，拉伸永久變形為20%，100%定伸應(yīng)力為1.4MPa，300%定伸應(yīng)力為1.9MPa，邵爾A硬度按GB/T531-2008測試結(jié)果為56度，摩擦因數(shù)為1.2，阿克隆磨耗為2.9cm3。
【主權(quán)項】
1.一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:二硫化鉬10-10.5、聚氯乙烯3-3.3、羧基丁腈橡膠100-105、硬脂酸1-1.2、氧化鋅5-5.3、促進(jìn)劑D0.5-0.7、促進(jìn)劑DM0.5-0.6、促進(jìn)劑ΤΤ0.2-0.3、硫磺2-2.3、硝酸亞鈰1.2-1.3、氨水適量、乙醇35-38、甘油6-6.7、碳納米管0.8-0.9、硅烷偶聯(lián)劑kh570 0.2-0.3、酞菁銅1.2-1.3、聚芳醚腈4.3-4.5、十二羰基三鐵0.3-0.4、納米碘化亞銅0.3-0.4、丁烷四酸鈰0.2—0.3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80-83°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570，攪拌反應(yīng)23-24小時，冷卻至室溫； (2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5-9，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-2小時； (3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80-83°C，攪拌反應(yīng)2_3小時，再加入碳納米管、納米碘化亞銅，攪拌反應(yīng)3-4小時，干燥，得到混合物料； (4)在雙輥開煉機(jī)上將橡膠進(jìn)行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3-4小時，然后在平板硫化機(jī)上進(jìn)行硫化，硫化條件為158-161 °C，15-16MPa，90-92s，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復(fù)合材料。本發(fā)明使用硝酸亞鈰對二硫化鉬進(jìn)行改性,在二硫化鉬表面形成納米二氧化鈰,在用碳納米管進(jìn)行包覆,提高了橡膠的耐熱性,利用二硫化鉬潤滑效果好,可以攜帶納米材料均勻分散,解決了納米二氧化鈰、碳納米管在橡膠中分散不均的問題，使得復(fù)合材料的力學(xué)性能、散熱性和抗靜電性得到了大幅度提高。通過使用酞菁銅、十二羰基三鐵、納米碘化亞銅、丁烷四酸鈰，提高了材料的耐酸、耐堿和耐熱性能，通過使用聚芳醚腈，材料的力學(xué)性能、耐磨性能、壓縮永久變形性和撕裂性得到明顯提高。
【IPC分類】C08K3/30, C08L71/12, C08L13/00, C08K9/06, C08K5/3417, C08K5/098, C08K9/02, C08K3/16, C08L27/06, C08K13/06, C08K9/10
【公開號】CN105400028
【申請?zhí)枴緾N201510931305
【發(fā)明人】李諾
【申請人】合肥李諾新材料貿(mào)易有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月15日