CN102344588B - 高减摩抗磨动密封件材料的新型制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明采用复合改性剂对无机MoS2进行有机改性，然后将有机MoS2在橡胶乳液中均匀分散后进行絮凝，将橡胶与MoS2的絮凝物和其它配合剂混合得到橡胶与MoS2纳米复合材料；其中复合改性剂是十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇按1∶2的质量比进行复合得到；橡胶乳液包括丁腈胶乳和丁苯胶乳；质量份数为100份的橡胶(300mL橡胶乳液)中加入15份的有机MoS2。本发明提出的乳液法与复配改性相结合的方法，进一步提高了MoS2的改性效果及其在橡胶基体中的分散效果。同时本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料具有较好的微观相态结构和力学性能、耐磨性能。为生产具有高耐磨性能的动密封件材料提供了一种新型制备方法，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备高减摩抗磨动密封件材料的新方法，即采用经过复合改性剂处理的二硫化钼(MoS2)与橡胶乳液共混-共凝来制备橡胶与MoS2纳米复合材料的制备方法。
背景技术
随着各类车辆向高速化、安全化、发动机室微型化方向发展，对发动机、变速箱等传动操纵系统中防止润滑油泄漏的橡胶密封件的性能要求也日益苛刻。为提高油封的使用寿命，除了要考虑密封材料必需的力学性能、弹性和耐油性外，还必须最大限度地提高材料的减摩抗磨性能。最佳的动密封橡胶材料应兼具高的弹性、高的力学性能、高的减摩特性。
影响橡胶摩擦性能的因素有很多，主要有温度、速度、表面状态和实际接触面积等等。一方面，由于摩擦系数与材料的体积和形状密切相关，故在表征橡胶材料的摩擦现象时已不如对其它材料那样的重要。但是材料的表面自由能仍然影响到摩擦的大小，我们可通过进行表面润滑或对橡胶表面进行氟化、卤化、涂覆或物理处理等改性来减小粘附摩擦。另一方面，既然橡胶的摩擦以至磨损依赖于材料整体的性质，我们就可以通过增强其物理机械性能来改善它的摩擦和磨损性能，如采用填料增强、纤维增强或加入耐磨填充剂等等，改善橡胶的阻尼滞后性能。
丁腈橡胶(NBR)具有优异的耐油性能和耐磨性能以及较为宽广的使用温度范围(从-55℃～+125℃)，所以NBR是摩擦材料中常用的橡胶品种。NBR是丁二烯和丙烯腈的共聚物，改变共聚物的组成可以获得不同使用条件下的密封材料。增加丙烯腈的含量可以提高材料的耐高温、耐磨性能和耐油性能，但是却会降低材料的低温使用性能。NBR密封制品的耐热性一般在120℃以下，若采用无硫硫化或有机过氧化物硫化时，可提高其耐热性能(耐热温度可达130℃～140℃)，配用乙二醇戊壬酸醋或正丁醇等，能有效地提高NBR的耐寒性能。
MoS2的外观呈黑灰色略带蓝色，有滑腻感，是从辉钼矿提纯得到的一种矿物质。稳定的MoS2晶形属于六方晶系的层状结构，密度为4.5～4.8g/cm3，熔点为1185℃。MoS2晶体结构中存在一种夹心式板层结构(两层S原子之间夹一层Mo原子，形成了“三明治”夹心结构)。在单元层内部，MoS2晶体结构中Mo原子周围排布六个S原子，它们之间以强共价键结合。MoS2晶体结构中Mo原子可以采用两种配位形式：三棱柱配位和八面体配位。一般情况下Mo原子采用三棱柱配位环境，形成2H型或3R型结构，新合成的1T-MoS2和单分子层MoS2中Mo原子采用八面体配位，并表现出金属或准金属性。层与层之间的距离为0.615nm，仅以较弱的范德华力相联接，在25个微米的薄层内就有近4万个单元层，而且极易从层与层之间劈开，从而具有很好的固体润滑性能。MoS2以其特殊的层状结构具有独特的物理性能和化学性质，在润滑领域一直享有“润滑之王”的美誉，MoS2与金属表面的结合力很强，能形成一层很牢固的膜，其摩擦系数一般在0.06左右，在作为抗磨剂和润滑剂方面得到广泛的应用。
由于MoS2是无机材料，要使无机粉体在新型材料中充分发挥作用，必须让无机粉体在材料中充分分散，为此往往需要对无机粉体的表面进行改性。经过改性后，其表面的亲水性可以转变为疏水性，无机物和有机物的结合界面的微观结构得到改善。MoS2层与层之间的一些离子可以和其它的有机离子进行交换，因此，可以用有机离子与MoS2层间的离子进行交换制备得到有机改性MoS2。如采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、聚乙二醇(PEG)、马来酸酐(MA)和KH570等通过离子交换反应制备而成。
在“CTAB对二硫化钼粉体的表面改性实验研究”(化工科技，2008年第4期9～13页)中报道了有关MoS2的表面改性方法，具体操作步骤如下：取一定量二硫化钼粉体和分散剂无水乙醇，一同加入250mL三口瓶中进行超声波分散；然后将其置于恒温水浴中，装上回流冷凝装置；取一定量配置好的十六烷基三甲基溴化铵溶液，缓慢加入到三口瓶中，恒速搅拌一定时间，反应完成后，将物料冷却至室温，抽滤，滤饼用乙醇洗涤3～5次，真空干燥，然后粉碎、标记，置于干燥器中保存待用。与无机MoS2相比，十六烷基三甲基溴化铵改性的MoS2，在2920cm-1和2850cm-1附近存在十分明显的-CH3和-CH2-的伸缩振动吸收峰，说明十六烷基三甲基溴化铵成功包覆在了MoS2表面上。在2θ＝14.4°、39.6°、49.8°处均出现了强衍射峰，与MoS2标准谱图基本一致，仅是衍射峰强度有所改变，说明改性后的MoS2晶体结构未发生改变。而且改性MoS2粉体在PPS/PP复合材料中无团聚现象，说明其在聚合物基体中分散均匀。
目前橡胶基纳米复合材料一般采用以下4种方法制备：
(1)溶液法
该方法首先将填料在一种溶剂(有机溶剂或水)中剥离成单片层，然后将聚合物溶解在该混合物中，由于聚合物与填料间有一定的吸附作用，当除去溶剂后，填料发生聚集，得到具有一定规整结构的纳米复合材料。这种方法最大的优点是简化了复合过程，制备的材料性能更稳定。但该方法对溶剂以及聚合物有一定的要求，最主要的是需要使用溶剂，因此从环保的观点来看并不适用。
例如王胜杰等人发表的“硅橡胶/粘土复合材料的制备、结构与性能”(高分子学报，1998年第二期149～153页)报道了采用溶液插层法制备硅橡胶/粘土纳米复合材料。
(2)原位聚合法
将填料粒子在液体单体或单体溶液中溶胀，然后单体在层间引发聚合，引发可以采用光、辐射等，也可以采用引发剂，引发剂可以在溶胀前通过离子交换固定在填料上。
以粘土作为填料为例，该方法最早成功研究的是日本Toyota研究者利用α，ω-氨基酸改性蒙脱土溶解在ε-己内酰胺中，然后在100℃下引发开环聚合，得到尼龙6/蒙脱土纳米复合材料。专利“COMPOSITE MATERIALCONTAINING A LAYERED SILICATE”(USP 4,889,885)报道了利用原位聚合法制备粘土/异戊二烯橡胶纳米复合材料。即先用端乙烯基的季铵盐对粘土片层进行改性，然后将这种改性粘土分散在N，N-二甲基甲酸铵溶剂中，加入大量的异戊二烯单体和相应比例的自由基类型的引发剂。异戊二烯就在粘土晶层间聚合成为聚异戊二烯，脱去溶剂，这样便得到了粘土/异戊二烯橡胶纳米复合材料。
(3)熔体法
这种直接把纳米粉体通过常规机械共混的方式与橡胶进行纳米复合的技术可以称为“熔体粉体共混纳米复合”。该技术具有简便、直观、经济的优点，其局限在于：由于粒子尺寸很小，视密度很低，加之橡胶的粘度较高，因而不易被混入和均匀分散，混炼加工时能耗较高，混炼时间几乎占总混合时间的1/3～1/2。用这种技术制备的纳米复合材料，其连续相中纳米粒子很难达到理想的均匀分散，在一定程度上影响了其增强能力的发挥。对于那些自身极易聚集，与橡胶大分子间亲和力很差的纳米粉体，如大多数纳米金属粉体，这种复合技术是不适宜的。
(4)乳液法
乳液法是指将一定量的填料分散在水中，加入橡胶乳液，以大分子胶乳对填料粒子进行穿插和隔离，然后加入絮凝剂使整个体系共沉淀，脱去水份，烘干制备得到相应的纳米复合材料。采用这种方法制备纳米复合材料，当填料含量较少(不大于20％)时，填料在橡胶基体中的分散效果较好。但是对于没有乳液形式的橡胶不适用。
发明内容
本发明的目的是提出将减摩剂MoS2呈纳米级地分散在橡胶中，获得具有优异减摩性并兼具高力学性能的橡胶基纳米复合材料，解决当前橡胶动密封制品摩擦因数偏高、力学性能低、耐磨性差的缺点。这一思路未见国内外报导，创新性很强。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
在对MoS2进行单一改性剂改性的基础之上提出了采用复合改性剂复配改性MoS2，这种新型表面改性方法利用了复配混合物的“空间位阻”效应，进一步增大颗粒间的排斥能，有效防止颗粒团聚，最终增强了复合体系中MoS2的分散性与稳定性。由于大多数橡胶具有水乳液形式，且乳胶粒子直径一般为几十至几百纳米，同时MoS2可形成具有剥离结构的水悬浮液。所以通过橡胶乳液和MoS2水悬浮液共混-共凝的方式使MoS2在橡胶基体中达到纳米级分散，制备出橡胶与MoS2纳米复合材料——高性能动密封件的理想材料。其中单一改性采用的改性剂有马来酸酐、十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇；复配改性采用的是十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的复合改性剂；橡胶乳液为丁腈胶乳和丁苯胶乳；质量份数100份(300mL橡胶乳液)的橡胶中加入15份的有机改性MoS2。
本发明包括下列操作步骤：
(1)有机改性MoS2的过程
称取15g的MoS2放入500mL烧杯中，加入300mL的去离子水并用玻璃棒搅拌；按MoS2与有机改性剂质量比为2∶1的配比确定有机改性剂用量，并通过改变两种有机改性剂的质量比对MoS2进行复配改性。本发明采用的复合改性剂是十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇，其中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比为2∶1～1∶4，将复合改性剂分别溶解于一定量的去离子水中，待MoS2在80℃恒温水浴中搅拌一定时间(0、1、2和24小时)后将复合改性剂溶液倒入MoS2的水溶液中，恒温持续搅拌24小时。停止搅拌，静置24小时后倒去上清液，并反复洗涤、抽滤，最后在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干即可。
(2)丁腈胶乳与MoS2共混-共凝的过程
取丁腈胶乳300mL左右放入500mL烧杯中，在搅拌的条件下将复配改性MoS2经水分散后加入其中，并在75℃的恒温水浴中持续搅拌1小时；采用浓度为15％的氯化钙溶液作为絮凝剂，用胶皮滴管缓缓加入到丁腈胶乳与MoS2的混合溶液中得到大块絮凝物，然后用去离子水反复洗涤3～5次；最后将絮凝物放在50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。
(3)混炼过程
将丁腈胶乳与复配改性MoS2絮凝物一起在开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入各种配合剂，混炼均匀后胶料下辊，在硫化机上进行硫化制样，得到丁腈橡胶与复配改性MoS2纳米复合材料。配合剂的质量份数如下：第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份。
用丁苯胶乳时，配合剂的质量份数如下：第一步加入氧化锌5份、硬脂酸2份；第二步加入促进剂：二硫化二苯并噻唑0.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2份、二苯胍0.5，防老化剂：N-异丙基-N′-苯基对苯二胺1.0份；第三步加入硫磺2.0份。
本发明所用的配合剂的种类和用量采用橡胶标准配方或公开的实用配方。
本发明提出的制备方法是在利用单一改性剂对MoS2进行有机改性和采用熔体法制备丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料的基础上，利用复合改性剂对MoS2进行有机改性，并采用乳液法制备丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料。这种新型制备方法比传统的单一改性剂的改性效果较好，并且MoS2在橡胶基体中的分散性也较好，制得的纳米复合材料具有更好的微观相态结构及力学性能和耐磨性能。
采用本发明的新型制备方法与其它复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇质量比分别为2∶1、1∶1、1∶3和1∶4)复配改性MoS2并采用乳液法制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表1中；采用本发明的新型制备方法与单一改性剂改性MoS2并采用乳液法制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表2中；采用本发明的新型制备方法与经过不同水分散时间后复配改性MoS2并采用乳液法制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表3中；采用本发明的新型制备方法与复配改性MoS2并采用熔体法制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表4中；采用本发明的新型制备方法制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料与采用乳液法制备的纯丁腈橡胶材料以及丁腈橡胶与无机MoS2复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表5中；采用熔体法制备的纯丁腈橡胶材料和丁腈橡胶与MoS2复合材料，其材料相关的力学性能和耐磨性能比较列于表6中，其中MoS2分别为CTAB和PEG复配改性，CTAB、PEG单一改性以及无机MoS2。
从表1可以看出，采用新方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的耐磨性能最好，而且其拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率等力学性能都优于乳液法制备的丁腈橡胶与其它复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为2∶1、1∶1、1∶3和1∶4)复配改性MoS2纳米复合材料；从表2可以看出，采用新方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料，其拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率等力学性能以及耐磨性能都优于采用乳液法制备的丁腈橡胶与单一改性剂改性MoS2纳米复合材料；从表3可以看出，与采用新方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料相比，水分散1小时后经复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2与丁腈胶乳制备的纳米复合材料的拉伸强度和撕裂强度较好，但是耐磨性能较差；水分散2小时后经复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2与丁腈胶乳制备的纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和硬度等力学性能以及耐磨性能均较差；而水分散24小时后经复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2与丁腈胶乳制备的纳米复合材料的拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率和硬度等力学性能都大幅度下降；从表4可以看出，采用新方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料，其拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率等力学性能和耐磨性能优于熔体法制备的丁腈橡胶与复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2纳米复合材料；从表5可以看出，采用新方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料，其拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率等力学性能以及耐磨性能都优于乳液法制备的丁腈橡胶与无机MoS2纳米复合材料以及纯丁腈橡胶材料；从表6可以看出，采用熔体法制备的丁腈橡胶与复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2纳米复合材料，其拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率等力学性能以及耐磨性能均优于采用熔体法制备的丁腈橡胶与无机MoS2复合材料以及丁腈橡胶与单一改性剂改性MoS2纳米复合材料和纯丁腈橡胶材料。
综上所述，本发明的有益效果表现在：
(1)本发明与丁腈胶乳与单一改性剂改性MoS2纳米复合材料相比，具有更好的微观相态结构、力学性能和耐磨性能。
(2)本发明与传统的熔体法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料相比，具有更好的分散结构、耐磨性能和更高的力学性能。
(3)本发明与丁腈胶乳与延长水分散时间改性的MoS2纳米复合材料相比，具有较好的力学性能和耐磨性能。
附图说明
图1是无机MoS2和十六烷基三甲基溴化铵改性MoS2的红外谱图，曲线1为无机MoS2的红外谱图，曲线2为有机MoS2的红外谱图。由图可知，CTAB改性的MoS2在1097.3cm-1处出现了-C-O-C-伸缩振动峰，在1585.0cm-1处出现了N-H弯曲振动峰，在2363.0cm-1处出现十分明显的-CH3、-CH2-的伸缩振动特征峰。
图2是无机MoS2和聚乙二醇改性MoS2的红外谱图，曲线1为无机MoS2的红外谱图，曲线2为有机MoS2的红外谱图。由图可知，PEG改性的MoS2在1537.0cm-1处出现了H-O的面内弯曲振动峰，在2880.0cm-1处出现了C-H的对称伸缩振动峰。
图3是无机MoS2和复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2的红外谱图，曲线1为无机MoS2的红外谱图，曲线2为有机MoS2的红外谱图。由图可知，PEG和CTAB复配改性的MoS2在2355.0cm-1处出现了-C≡N三键的伸缩振动峰，2845.3cm-1和2919.9cm-1处分别是C-H的对称伸缩振动峰和反对称伸缩振动峰。说明PEG和CTAB成功包覆在了MoS2的表面。
图4是实施例1和对比例2中新型制备方法改性的有机MoS2和无机MoS2的X-射线衍射图谱。曲线1为无机MoS2的XRD曲线，曲线2为经复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2的XRD曲线。由图4可知，与无机MoS2相比，经十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇以质量比为1∶2的复合改性剂复配改性MoS2的衍射峰角度没有前移，仅是其衍射峰强度增加了。说明复合改性剂对无机MoS2起到了一定的改性效果。
图5是实施例1和对比例2制备的丁腈橡胶与MoS2复合材料的X-射线衍射图谱。曲线1为实施例1制备的纳米复合材料的XRD曲线，曲线2为对比例2制备的复合材料的XRD曲线。由图5可知，两种复合材料的衍射峰角度基本相同，但是实施例1制备的纳米复合材料的衍射峰强度较高，这说明新方法制备的纳米复合材料具有较好的微观相态结构。
图6是实施例1采用新型制备方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图7是对比例2制备的丁腈橡胶与无机MoS2复合材料的扫描电子显微镜照片。对比图6和图7可知，实施例1制备的丁腈橡胶与MoS2纳米复合材料中MoS2的分散效果比无机MoS2的分散效果好。说明复配改性后的MoS2更有利于在橡胶基体中分散。
图8是实施例1采用新型制备方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的透射电子显微镜(TEM)照片。
图9是对实施例14采用熔体法制备的丁腈橡胶与复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇质量比为1∶2)复配改性MoS2纳米复合材料的透射电子显微镜照片。对比图8和图9可知，采用新方法制备的纳米复合材料的分散效果较好。这是因为乳液法更有利于MoS2在橡胶基体中的均匀分散，乳胶粒子直径一般为几十至几百纳米，可以通过橡胶乳液和MoS2水悬浮液共混-共凝的方式在水悬浮液中形成剥离结构。
具体实施方式
以下实施例和对比例中用到的复合改性剂均是十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇按一定的质量比复合而成。
实施例1
称取一定量的MoS2放入500mL烧杯中，加入300mL去离子水并用玻璃棒搅拌，按无机MoS2与有机改性剂的质量比为2∶1的比例分别称取十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇，其中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比为1∶2，将有机改性剂溶解于100mL的去离子水中，然后倒入MoS2的烧杯中，最后将烧杯放入80℃恒温水浴中恒速搅拌24小时。停止搅拌，取出烧杯并在常温下静置24小时后倒去上清液，反复洗涤、抽滤，最后在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干即可得到复配改性MoS2。量取丁腈胶乳300mL放入500mL的烧杯中，将15g复配改性MoS2经水分散后加入其中，并在75℃的恒温水浴中持续搅拌1小时，用浓度为15％的氯化钙溶液作絮凝剂缓缓加入，待丁腈胶乳与MoS2充分絮凝后得到大块絮凝物，用去离子水反复洗涤3～5次，然后将絮凝物放入50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。将干燥后的丁腈胶乳与MoS2的絮凝物放在双辊开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到丁腈橡胶与有机MoS2的纳米混合物。将丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合物在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。复配改性MoS2的XRD图谱如图4所示，丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的XRD图谱如图5所示、扫描电子显微镜照片如图6所示、透射电子显微镜照片如图8所示、力学性能及耐磨性能如表1所示。
实施例2
将复合改性剂中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比改为2∶1，其余操作步骤同实施例1，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能如表1所示。
实施例3
将复合改性剂中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比改为1∶1，其余操作步骤同实施例1，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能如表1所示。
实施例4
将复合改性剂中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比改为1∶3，其余操作步骤同实施例1，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表1所示。
实施例5
将复合改性剂中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比改为1∶4，其余操作步骤同实施例1，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表1所示。
实施例6
将丁腈胶乳改为丁苯胶乳，其余操作步骤同实施例1。
实施例7
称取一定量的MoS2放入500mL烧杯中，加入300mL去离子水用玻璃棒搅拌，按一定的质量比称取十六烷基三甲基溴化铵并溶解于100mL的去离子水中，然后倒入MoS2的烧杯中，最后将烧杯放入80℃恒温水浴中恒速搅拌24小时。停止搅拌，取出烧杯并在常温下静置24小时后倒去上清液，反复洗涤、抽滤，最后在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干即可得到十六烷基三甲基溴化铵改性MoS2。量取丁腈胶乳300mL放入500mL的烧杯中，将15g有机改性MoS2经水分散后加入其中，并在75℃恒温水浴中持续搅拌1小时，用浓度为15％的氯化钙溶液作絮凝剂缓缓加入，待丁腈胶乳与MoS2充分絮凝后得到大块絮凝物，用水反复洗涤3～5次，然后将絮凝物放入50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。将干燥后的丁腈胶乳与MoS2絮凝物放在双辊开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到丁腈橡胶与有机MoS2纳米混合物。将丁腈橡胶与MoS2纳米复合物在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表2所示。
实施例8
将十六烷基三甲基溴化铵改为聚乙二醇，其余操作步骤同实施例7，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表2所示。
实施例9
将十六烷基三甲基溴化铵改为马来酸酐，其余操作步骤同实施例7，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表2所示。
实施例10
将十六烷基三甲基溴化铵改为十六烷基三甲基氯化铵，其余操作步骤同实施例7。
实施例11
称取一定量的MoS2放入500mL烧杯中，加入300mL去离子水并用玻璃棒搅拌，按无机MoS2与有机改性剂的质量比为2∶1的比例分别称取十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇，其中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比为1∶2，将有机改性剂溶解于100mL的去离子水中，待MoS2经水分散1小时后将有机改性剂溶液倒入其中，最后将烧杯放入80℃恒温水浴中恒速搅拌24小时。停止搅拌，取出烧杯并在常温下静置24小时后倒去上清液，反复洗涤、抽滤，最后在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干即可得到复配改性MoS2。量取丁腈胶乳300mL放入500mL的烧杯中，在搅拌的条件下将15g有机改性MoS2经水分散后加入其中，并在75℃恒温水浴中持续搅拌1小时，用浓度为15％的氯化钙溶液作絮凝剂缓缓加入，待丁腈胶乳与MoS2充分絮凝后得到大块絮凝物，用去离子水反复洗涤3～5次，然后将絮凝物放入50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。将干燥后的丁腈胶乳与有机MoS2絮凝物放在双辊开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到丁腈橡胶与有机MoS2纳米混合物。将丁腈橡胶与有机MoS2纳米混合物在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表3所示。
实施例12
将MoS2的水分散时间由1小时改为2小时，其余操作步骤同实施例11，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表3所示。
实施例13
将MoS2的水分散时间由1小时改为24小时，其余操作步骤同实施例11，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能如表3所示。
实施例14
称取100g丁腈橡胶，首先在双辊开炼机上对丁腈橡胶进行塑炼，然后加入15g复合改性剂(十六烷基三甲基溴化铵和聚乙二醇的质量比为1∶2)复配改性的MoS2进行混炼，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到丁腈橡胶与有机MoS2纳米混合物。将丁腈橡胶与有机MoS2纳米混合物在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的透射电子显微镜照片如图9所示，力学性能及耐磨性能如表4所示。
对比例1
量取丁腈胶乳300mL放入500mL的烧杯中，在75℃恒温水浴中持续搅拌1小时，然后用浓度为15％的氯化钙溶液作絮凝剂缓缓加入，待丁腈胶乳充分絮凝后得到大块絮凝物，用去离子水反复洗涤3～5次后放入50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。将干燥后的丁腈胶乳絮凝物放在双辊开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到纯丁腈胶乳混炼胶。将纯丁腈胶乳的混炼胶在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的纯丁腈橡胶材料的力学性能及耐磨性能如表5所示。
对比例2
量取丁腈胶乳300mL放入500mL的烧杯中，在搅拌的条件下将15g无机MoS2经水分散后加入其中，并在75℃恒温水浴中持续搅拌1小时，然后用浓度为15％的氯化钙溶液作絮凝剂缓缓加入，待丁腈胶乳与MoS2充分絮凝后得到大块絮凝物，用水反复洗涤3～5次后放入50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。将干燥后的丁腈胶乳与无机MoS2絮凝物放在双辊开炼机上混炼3～5分钟，随后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到丁腈橡胶与无机MoS2混合物。将丁腈橡胶与无机MoS2混合物在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的丁腈橡胶与无机MoS2复合材料的扫描电子显微镜照片如图7所示，力学性能及耐磨性能如表5所示。
对比例3
称取100g丁腈橡胶，首先在双辊开炼机上对丁腈橡胶进行塑炼，然后分三步加入以下各种配合剂，第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份，得到纯丁腈橡胶的混炼胶。将纯丁腈橡胶的混炼胶在常温下静置3小时以后，利用橡胶硫化仪测定其硫化曲线，得出正硫化时间T90，最后在平板硫化机上进行硫化(硫化条件为15MPa×160℃×T90)，制样。采用本方法制备的纯丁腈橡胶材料的力学性能及耐磨性能如表6所示。
对比例4
将复配改性MoS2改为无机MoS2，其余操作步骤同实施例14，采用本方法制备的丁腈橡胶与无机MoS2复合材料的力学性能及耐磨性能如表6所示。
对比例5
将复配改性MoS2改为十六烷基三甲基溴化铵改性MoS2，其余操作步骤同实施例14，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表6所示。
对比例6
将复配改性MoS2改聚乙二醇改性MoS2，其余操作步骤同实施例14，采用本方法制备的丁腈橡胶与有机MoS2纳米复合材料的力学性能及耐磨性能如表6所示。
表1
(注：表1中2∶1、1∶1、1∶3和1∶4分别指的是CTAB与PEG的质量比)
表2
表3
表4
表5
表6
Claims (4)
1.一种橡胶与MoS2纳米复合材料的新型制备方法，其特征在于：将两种有机改性剂进行复配对无机MoS2进行有机改性，采用橡胶乳液与MoS2进行共混-共凝的方法来制备橡胶与MoS2纳米复合材料；其中有机改性剂分别为十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇进行复配、十六烷基三甲基氯化铵与聚乙二醇进行复配；质量份数为100份的橡胶中加入15份复配改性的MoS2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
制备技术包括下列操作步骤：
（1）有机改性MoS2的过程
称取15g的MoS2放入500mL烧杯中，加入300mL的去离子水并用玻璃棒搅拌，按MoS2与有机改性剂质量比为2:1的配比确定有机改性剂用量，并通过改变两种有机改性剂的质量比对MoS2进行复配改性；采用的复合改性剂是十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇，其中十六烷基三甲基溴化铵与聚乙二醇的质量比为2:1~1:4，将复合改性剂分别溶解于一定量的去离子水中，待MoS2在80℃恒温水浴中搅拌0、1、2或24小时后将复合改性剂溶液倒入MoS2的水溶液中，恒温持续搅拌24小时；停止搅拌，静置24小时后倒去上清液，并反复洗涤、抽滤，最后在50℃的电热鼓风干燥箱中烘干即可。
（2）橡胶乳液与MoS2共混-共凝的过程
取橡胶乳液300mL放入500mL烧杯中，在搅拌的条件下将有机改性MoS2水分散后加入其中，并在75℃的恒温下持续搅拌1小时；将絮凝剂缓缓加入到橡胶乳液与MoS2的混合溶液中进行絮凝，得到大块絮凝物；然后在去离子水中反复洗涤3~5次；最后将絮凝物放在50℃电热鼓风干燥箱中烘干24小时。
（3）混炼过程
将橡胶与MoS2的絮凝物一起在开炼机上混炼3~5分钟，随后分三步加入各种配合剂，混炼均匀后胶料下辊；最后在硫化机上进行硫化制样，得到橡胶与MoS2纳米复合材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：橡胶乳液用丁腈胶乳时，配合剂的质量份数如下：第一步加入氧化锌5.0份、硬脂酸1.0份；第二步加入促进剂：硫醇基苯并噻唑1.0份、二硫化苯并噻唑0.5份；第三步加入硫磺2.0份。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：橡胶乳液用丁苯胶乳时，配合剂的质量份数如下：第一步加入氧化锌5份、硬脂酸2份；第二步加入促进剂：二硫化二苯并噻唑0.5份、二硫化四甲基秋兰姆0.2份、二苯胍0.5，防老化剂：N-异丙基-N′-苯基对苯二胺1.0份；第三步加入硫磺2.0份。
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Families Citing this family (6)
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003322262A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-14 | Toyota Industries Corp | ガスシール材および該ガスシール材を備えた圧縮機 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003322262A (ja) * | 2002-04-26 | 2003-11-14 | Toyota Industries Corp | ガスシール材および該ガスシール材を備えた圧縮機 |
| CN1900149A (zh) * | 2005-07-19 | 2007-01-24 | 北京化工大学 | 有机改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法 |
| CN1970607A (zh) * | 2006-11-22 | 2007-05-30 | 北京化工大学 | 硅烷偶联剂改性的粘土与丁苯橡胶纳米复合材料的制备方法 |
| CN101463149A (zh) * | 2007-12-19 | 2009-06-24 | 北京化工大学 | 一种耐磨橡胶复合材料的制备方法 |
| CN101323681A (zh) * | 2008-08-04 | 2008-12-17 | 重庆大学 | 橡胶合金材料及利用该材料制造传动件的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张建强等.改性二硫化钼填充型复合材料的磨损性能及机理研究.《玻璃钢/复合材料》.2010,(第4期),正文第2节第1部分表1. * |
| 杨建等.共絮凝工艺制备精细分散的二硫化钼/丁腈橡胶复合材料.《合成橡胶工业》.2005,第28卷(第1期),正文第1段及中文摘要. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10066183B2 (en) | 2015-09-09 | 2018-09-04 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Lubricant compositions |
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