CN109233018A - 一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，涉及橡胶材料技术领域，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.3‑3.8%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.1‑12.8%的N‑叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土；本发明提供的橡胶组合物橡胶组合物橡胶具有高温下低压缩变形特性，应用范围得到极大的扩展。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物。
背景技术
丁腈橡胶又称丁二烯一丙烯腈橡胶，简称NBR，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体，相对密度0.95～1.0。丙烯腈含量为26%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一52℃，脆化温度Tb=一47℃，而丙烯腈含量为40%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一22℃。溶解度参数δ=8.9～9.9，溶于醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。丁晴橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料，同时其压缩永久变形性较高，限制了其应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.3-3.8%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.1-12.8%的N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土。
进一步的，所述聚氯乙烯接枝共聚物制备方法包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入55重量份的氯化聚乙烯， 1.8重量份的催化剂，360重量份的无水乙醇，在惰性气体气氛保护下，以2000r/min转速搅拌40min；
（2）再加入5.3重量份的甲基丙烯酸叔丁酯，1.6重量份的丙烯酸异辛酯，0.43重量份2-氯苯胺，0.016重量份的促进剂，加热至90℃，反应5小时，然后过滤出沉淀，采用清水洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述催化剂为氯化亚铁。
进一步的，所述促进剂为三乙胺。
进一步的，所述N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土制备方法包括以下步骤：
（1）将溶剂丙酮和顺丁烯二酸酐添加到中进行加热搅拌10min，然后在30min内滴加叔丁胺和丙酮的混合液，滴加结束后控制温度为60℃，在此温度条件下反应2.5小时，反应结束后，得到N-叔丁基马来酰胺酸改性液；所述顺丁烯二酸酐与叔丁胺二者之间的摩尔比为0.95:1；所述顺丁烯二酸酐的质量与溶剂丙酮的体积之间的比例为1：6；所述叔丁胺和溶剂丙酮之间的质量体积比为3:1；
（2）将步骤（1）得到的N-叔丁基马来酰胺酸改性液升温至75℃，然后向N-叔丁基马来酰胺酸改性液中添加其重量30%的蒙脱土，再滴加氯化亚砜溶液，调节温度至80℃，以2000r/min转速搅拌3小时，然后进行过滤，依次采用无水乙醇和去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得；所述N-叔丁基马来酰胺酸改性液与氯化亚砜二者的质量比为5：1。
进一步的，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物还包括以下重量份组分制成：丁腈橡胶100、硬脂酸3、硫磺1.8、白炭黑5、甲苯基二苯基磷酸酯2、钛酸钾晶须2.6。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提供的橡胶组合物橡胶组合物橡胶具有高温下低压缩变形特性，应用范围得到极大的扩展，本发明采用了N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土，利用N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土作为填充剂和橡胶改性剂，可以增加制品的容积，将N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土和丁腈橡胶同时使用于橡胶材料中，能对丁腈橡胶材料进行一定程度的改性，能获得更高的抗张强度、撕裂强度和低压缩变形，弹性模量大、耐高温、耐化学腐蚀、导热性能好、热膨胀系数低等优点，并具有自润滑性；同时在聚氯乙烯接枝共聚物协同作用下可以使N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土在橡胶材料中分散均匀，并有效防止其在体系中的聚集，从而进一步提高橡胶材料的性能。通过钛酸钾晶须与炭黑的协同作用，能够极大提高橡胶材料的散热性，不会产生温度积聚。
具体实施方式
实施例1
一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.3%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.1%的N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土。
进一步的，所述聚氯乙烯接枝共聚物制备方法包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入55重量份的氯化聚乙烯， 1.8重量份的催化剂，360重量份的无水乙醇，在惰性气体气氛保护下，以2000r/min转速搅拌40min；
（2）再加入5.3重量份的甲基丙烯酸叔丁酯，1.6重量份的丙烯酸异辛酯，0.43重量份2-氯苯胺，0.016重量份的促进剂，加热至90℃，反应5小时，然后过滤出沉淀，采用清水洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述催化剂为氯化亚铁。
进一步的，所述促进剂为三乙胺。
进一步的，所述N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土制备方法包括以下步骤：
（1）将溶剂丙酮和顺丁烯二酸酐添加到中进行加热搅拌10min，然后在30min内滴加叔丁胺和丙酮的混合液，滴加结束后控制温度为60℃，在此温度条件下反应2.5小时，反应结束后，得到N-叔丁基马来酰胺酸改性液；所述顺丁烯二酸酐与叔丁胺二者之间的摩尔比为0.95:1；所述顺丁烯二酸酐的质量与溶剂丙酮的体积之间的比例为1：6；所述叔丁胺和溶剂丙酮之间的质量体积比为3:1；
（2）将步骤（1）得到的N-叔丁基马来酰胺酸改性液升温至75℃，然后向N-叔丁基马来酰胺酸改性液中添加其重量30%的蒙脱土，再滴加氯化亚砜溶液，调节温度至80℃，以2000r/min转速搅拌3小时，然后进行过滤，依次采用无水乙醇和去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得；所述N-叔丁基马来酰胺酸改性液与氯化亚砜二者的质量比为5：1。
进一步的，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物还包括以下重量份组分制成：丁腈橡胶100、硬脂酸3、硫磺1.8、白炭黑5、甲苯基二苯基磷酸酯2、钛酸钾晶须2.6。
实施例2
一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.8%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.8%的N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土。
进一步的，所述聚氯乙烯接枝共聚物制备方法包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入55重量份的氯化聚乙烯， 1.8重量份的催化剂，360重量份的无水乙醇，在惰性气体气氛保护下，以2000r/min转速搅拌40min；
（2）再加入5.3重量份的甲基丙烯酸叔丁酯，1.6重量份的丙烯酸异辛酯，0.43重量份2-氯苯胺，0.016重量份的促进剂，加热至90℃，反应5小时，然后过滤出沉淀，采用清水洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述催化剂为氯化亚铁。
进一步的，所述促进剂为三乙胺。
进一步的，所述N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土制备方法包括以下步骤：
（1）将溶剂丙酮和顺丁烯二酸酐添加到中进行加热搅拌10min，然后在30min内滴加叔丁胺和丙酮的混合液，滴加结束后控制温度为60℃，在此温度条件下反应2.5小时，反应结束后，得到N-叔丁基马来酰胺酸改性液；所述顺丁烯二酸酐与叔丁胺二者之间的摩尔比为0.95:1；所述顺丁烯二酸酐的质量与溶剂丙酮的体积之间的比例为1：6；所述叔丁胺和溶剂丙酮之间的质量体积比为3:1；
（2）将步骤（1）得到的N-叔丁基马来酰胺酸改性液升温至75℃，然后向N-叔丁基马来酰胺酸改性液中添加其重量30%的蒙脱土，再滴加氯化亚砜溶液，调节温度至80℃，以2000r/min转速搅拌3小时，然后进行过滤，依次采用无水乙醇和去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得；所述N-叔丁基马来酰胺酸改性液与氯化亚砜二者的质量比为5：1。
进一步的，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物还包括以下重量份组分制成：丁腈橡胶100、硬脂酸3、硫磺1.8、白炭黑5、甲苯基二苯基磷酸酯2、钛酸钾晶须2.6。
实施例3
一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.5%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.5%的N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土。
进一步的，所述聚氯乙烯接枝共聚物制备方法包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入55重量份的氯化聚乙烯， 1.8重量份的催化剂，360重量份的无水乙醇，在惰性气体气氛保护下，以2000r/min转速搅拌40min；
（2）再加入5.3重量份的甲基丙烯酸叔丁酯，1.6重量份的丙烯酸异辛酯，0.43重量份2-氯苯胺，0.016重量份的促进剂，加热至90℃，反应5小时，然后过滤出沉淀，采用清水洗涤，烘干至恒重，即得。
进一步的，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述催化剂为氯化亚铁。
进一步的，所述促进剂为三乙胺。
进一步的，所述N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土制备方法包括以下步骤：
（1）将溶剂丙酮和顺丁烯二酸酐添加到中进行加热搅拌10min，然后在30min内滴加叔丁胺和丙酮的混合液，滴加结束后控制温度为60℃，在此温度条件下反应2.5小时，反应结束后，得到N-叔丁基马来酰胺酸改性液；所述顺丁烯二酸酐与叔丁胺二者之间的摩尔比为0.95:1；所述顺丁烯二酸酐的质量与溶剂丙酮的体积之间的比例为1：6；所述叔丁胺和溶剂丙酮之间的质量体积比为3:1；
（2）将步骤（1）得到的N-叔丁基马来酰胺酸改性液升温至75℃，然后向N-叔丁基马来酰胺酸改性液中添加其重量30%的蒙脱土，再滴加氯化亚砜溶液，调节温度至80℃，以2000r/min转速搅拌3小时，然后进行过滤，依次采用无水乙醇和去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得；所述N-叔丁基马来酰胺酸改性液与氯化亚砜二者的质量比为5：1。
进一步的，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物还包括以下重量份组分制成：丁腈橡胶100、硬脂酸3、硫磺1.8、白炭黑5、甲苯基二苯基磷酸酯2、钛酸钾晶须2.6。
对比例1：与实施例1区别仅在于将聚氯乙烯接枝共聚物替换为氯化聚乙烯。
对比例2：与实施例1区别仅在于不添加聚氯乙烯接枝共聚物。
对比例3：与实施例1区别仅在于将N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土替换为未改性处理的蒙脱土。
对比例4：与实施例1区别仅在于将N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土替换为申请号：201410817672.1中制备的改性蒙脱土。
对照组：申请号：201611037739.5制备的丁腈橡胶。
对实施例与对比例在相同工艺下加工成相同规格的密封圈，然后再在不同高温下压缩永久变形进行测试比较压缩永久形变率%（压缩条件：25%压缩、24小时）：
表1不同高温下压缩永久形变率%
由表1可以看出，本发明制备的低压缩永久变形特性的橡胶组合物具有更低的压缩永久变形特性。
Claims (7)
1.一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物中含有其质量3.3-3.8%的聚氯乙烯接枝共聚物和12.1-12.8%的N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土。
2.根据权利要求1所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述聚氯乙烯接枝共聚物制备方法包括以下步骤：
（1）向反应釜中加入55重量份的氯化聚乙烯， 1.8重量份的催化剂，360重量份的无水乙醇，在惰性气体气氛保护下，以2000r/min转速搅拌40min；
（2）再加入5.3重量份的甲基丙烯酸叔丁酯，1.6重量份的丙烯酸异辛酯，0.43重量份2-氯苯胺，0.016重量份的促进剂，加热至90℃，反应5小时，然后过滤出沉淀，采用清水洗涤，烘干至恒重，即得。
3.根据权利要求2所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述惰性气体为氮气。
4.根据权利要求2所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述催化剂为氯化亚铁。
5.根据权利要求2所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂为三乙胺。
6.根据权利要求1所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述N-叔丁基马来酰胺酸改性蒙脱土制备方法包括以下步骤：
（1）将溶剂丙酮和顺丁烯二酸酐添加到中进行加热搅拌10min，然后在30min内滴加叔丁胺和丙酮的混合液，滴加结束后控制温度为60℃，在此温度条件下反应2.5小时，反应结束后，得到N-叔丁基马来酰胺酸改性液；所述顺丁烯二酸酐与叔丁胺二者之间的摩尔比为0.95:1；所述顺丁烯二酸酐的质量与溶剂丙酮的体积之间的比例为1：6；所述叔丁胺和溶剂丙酮之间的质量体积比为3:1；
（2）将步骤（1）得到的N-叔丁基马来酰胺酸改性液升温至75℃，然后向N-叔丁基马来酰胺酸改性液中添加其重量30%的蒙脱土，再滴加氯化亚砜溶液，调节温度至80℃，以2000r/min转速搅拌3小时，然后进行过滤，依次采用无水乙醇和去离子水进行清洗，烘干至恒重，即得；所述N-叔丁基马来酰胺酸改性液与氯化亚砜二者的质量比为5：1。
7.根据权利要求1所述的一种具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物，其特征在于，所述具有低压缩永久变形特性的橡胶组合物还包括以下重量份组分制成：丁腈橡胶100、硬脂酸3、硫磺1.8、白炭黑5、甲苯基二苯基磷酸酯2、钛酸钾晶须2.6。
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