一種改良的丁基橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及橡膠，具體涉及一種丁基橡膠及其制備方法，屬于橡膠材料的技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 丁基橡膠(butyl rubber)是由異丁烯與少量共輒碳?xì)湎N共聚而成的橡膠共聚 物(典型如:異丁烯與異戊二烯的橡膠共聚產(chǎn)物，異戊二烯的含量一般為2.0%~4.5% )。丁 基橡膠雖具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、氣密性、水密性和電絕緣性等(最為突出的是 氣密性和水密性），但其也有缺陷：由于丁基橡膠的極性較弱，導(dǎo)致其與其它聚合物的相容 性較差(例如與尼龍和聚酯樹(shù)脂等極性較強(qiáng)樹(shù)脂的相容性差，無(wú)法獲得理想的增韌效果）。 為此，需要對(duì)丁基橡膠進(jìn)行改性，拓展其應(yīng)用范圍。
[0003] 對(duì)丁基橡膠進(jìn)行鹵化改性已成為一種較為成熟的丁基橡膠改性技術(shù)。其主要產(chǎn)品 有氯化丁基橡膠(CIIR)和溴化丁基橡膠(BIIR)。氯化丁基橡膠除保留了普通丁基橡膠的低 透氣、減震、耐臭氧及耐化學(xué)介質(zhì)性能外，還增加了普通丁基橡膠所不具備的特性，如硫化 速度快，與天然橡膠、丁苯橡膠相容性和粘合性有所改善，可單獨(dú)用氧化鋅硫化，有更好的 耐熱性等。但由于氯化丁基橡膠的極性仍然較弱，導(dǎo)致其與極性聚合物的相容性較差、耐磨 性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述不足提供一種改良的丁基橡膠，該改良的 丁基橡膠通過(guò)組份的改進(jìn)，提高了丁基橡膠的相容性和耐磨性，且其他各力學(xué)性能均有顯 著提高;另外，提供了本丁基橡膠的制備方法，該方法操作方便、工藝合理且生產(chǎn)成本低，適 合于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種改良的丁基橡膠，由以下成份組成，按重量份 計(jì)： 丁基橡膠95-100份 硬脂酸鋅1-3份 促進(jìn)劑0.8-1.2份 硫磺1.75-2份 氧化鋅3-5份 二甘醇3~5份 聚醋酸乙烯1.3-3份 聚乙烯醇2-4份 填料10-15份。
[0006] 上述的一種改良的丁基橡膠，其中，所述填料由槽法炭黑、硅酸鈣、酚醛樹(shù)脂、滑石 粉和羥基線性聚酯樹(shù)脂組成，所述槽法炭黑:硅酸鈣:酚醛樹(shù)脂:滑石粉:羥基線性聚酯樹(shù)脂 為2.12:3.04:4.57:2:2.74,按重量比計(jì)。
[0007] 上述的一種改良的丁基橡膠，其中，所述促進(jìn)劑由促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑DM和2-硫 醇基苯并噻唑組成，促進(jìn)劑TMTD:促進(jìn)劑DM: 2-硫醇基苯并噻唑?yàn)?:0.8:1.5: 2，按重量比 計(jì)。
[0008] 上述的一種改良的丁基橡膠，其中，所述反應(yīng)介質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述 水:乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比計(jì)。
[0009] 上述的一種改良的丁基橡膠的制備方法，其中，包括如下步驟： 1)、將粒度為200um的丁基橡膠、硬脂酸鋅、促進(jìn)劑、硫磺、氧化鋅、二甘醇、 聚醋酸乙烯、聚乙烯醇和填料攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝 置中，攪拌均勻形成混合物料;原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7,按質(zhì)量比計(jì)； 2 )、向反應(yīng)裝置通入熱源使混合物料升溫至70°C以上，在攪拌條件下通入混合氣體，混 合氣體的通入速度為20~150ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控制在85~100°C之 間，保持反應(yīng)溫度20分鐘，向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35°C，混合氣體由 氦氣和氯氣組成，氦氣:氯氣為〇. 8:1，按質(zhì)量比計(jì)； 3)、將物料固液分離，得到的固體物料再經(jīng)凈化水洗滌、干燥后即可得到丁基橡膠。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明在丁基橡膠中添加硬脂酸鋅、促進(jìn)劑、硫磺、氧化鋅、二甘醇、聚醋酸乙烯、聚乙 烯醇及填料，通過(guò)組份之間的反應(yīng)，大大提高了改良的丁基橡膠的各項(xiàng)性能，改良的丁基橡 膠不僅耐候性好、耐老化、抗沖擊性好、韌性好、耐熱穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)且互粘性好，同 時(shí)增強(qiáng)了與其它橡膠相容性。此外，制備本發(fā)明所述改良的丁基橡膠的方法具有工藝簡(jiǎn)單、 反應(yīng)條件溫和及便于規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]促進(jìn)劑DM購(gòu)買于上海成錦化工有限公司；促進(jìn)劑TMTD購(gòu)買于沈陽(yáng)東北助劑化工有 限公司；酚醛樹(shù)脂為酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-48,購(gòu)買于濟(jì)南鑫冉化工有限公司，2-硫醇基苯并噻 唑購(gòu)買于濮陽(yáng)市蔚林化工有限公司，羥基線性聚酯樹(shù)脂可以選用Bayer 1652,日本大成 TX3100、TX1100。
[0013] 實(shí)施例一 一種改良的丁基橡膠，將粒度為200um的丁基橡膠95份、硬脂酸鋅1份、促進(jìn)劑0.8份、硫 磺1.75份、氧化鋅3份、二甘醇3份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2份及填料10份以速度為 120r/min的速度攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝置中，以速度為 80r/min的速度攪拌均勾形成混合物料，原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7，按質(zhì)量比計(jì)； 所述反應(yīng)介質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述水：乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比計(jì)，再向反 應(yīng)裝置通入熱源使混合物料升溫至70°C以上，并以80r/min的速度攪拌，在攪拌條件下通入 混合氣體，混合氣體的通入速度為45.8ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控制在100 °C之間，保持反應(yīng)溫度20分鐘，再向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35°C，混合 氣體由氦氣和氯氣組成，氦氣:氯氣為0.8:1，按質(zhì)量比計(jì);最后將物料固液分離，得到的固 體物料再經(jīng)凈化水洗滌、干燥后即可得到丁基橡膠，干燥溫度為120°C，干燥時(shí)間為2小時(shí)。 所述填料由槽法炭黑、硅酸鈣、酚醛樹(shù)脂、滑石粉和羥基線性聚酯樹(shù)脂組成，所述槽法炭黑： 硅酸鈣:酚醛樹(shù)脂:滑石粉:羥基線性聚酯樹(shù)脂為2.12:3.04:4.57:2:2.74，按重量比計(jì);酚 醛樹(shù)脂的粒徑為IOOum;所述促進(jìn)劑由促進(jìn)劑TMTD、促進(jìn)劑DM和2-硫醇基苯并噻唑組成，促 進(jìn)劑TMTD:促進(jìn)劑DM: 2-硫醇基苯并噻唑?yàn)?:0.8:1.5:2，按重量比計(jì)。
[0014] 實(shí)施例二 一種改良的丁基橡膠，將粒度為200um的丁基橡膠96.8份、硬脂酸鋅1.3份、促進(jìn)劑0.8 份、硫磺1.75份、氧化鋅3.71份、二甘醇3.25份、聚醋酸乙烯1.3份、聚乙烯醇2.4份、填料11 份。以速度為120r/min的速度攪拌均勻作為原料，將其投入已加有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)裝置中， 以速度為80r/min的速度攪拌均勻形成混合物料，原料與反應(yīng)介質(zhì)的固液比為2.7:6.7，按 質(zhì)量比計(jì);所述反應(yīng)介質(zhì)由水、乙二醇和甲醇組成，所述水：乙二醇：甲醇為2:1:1，按重量比 計(jì)，再向反應(yīng)裝置通入熱源使混合物料升溫至70°C以上，并以80r/min的速度攪拌，在攪拌 條件下通入混合氣體，混合氣體的通入速度為20ml/分，同時(shí)對(duì)反應(yīng)裝置加熱使反應(yīng)溫度控 制在85°C之間，保持反應(yīng)溫度20分鐘，再向反應(yīng)裝置通入冷卻水，使混合物料溫度降至35 °C，混合氣體由氦氣和氯