CN111087707A - 一种琥珀酸酐改性ncc增强橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶及其制备方法。本发明以琥珀酸酐为改性剂对NCC表面羟基进行接枝,得到琥珀酸酐改性NCC,用丙酮对琥珀酸酐改性NCC进行纯化得到改性NCC湿料,将改性NCC湿料加入到石蜡油中进行预分散,并除去溶剂,再将石蜡油加入到橡胶制备工艺中,得到了所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。本发明制备得到的复合橡胶具有良好的物理机械性能,而且可以降低填充剂炭黑使用量,具有绿色环保的特点。本发明的制备工艺较为简单,便于产业化。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料领域,涉及一种改性橡胶及其制备方法,具体地说,是一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯和丙烯在Zie-gler-Natta催化剂引发下,加入少量非共轭二烯烃第三单体共聚而得。EPDM分子链饱和,具有良好的抗侯性及抗臭氧性,抗水性、抗老化、抗氧化、耐高低温和耐酸碱性能极佳,对气体具有良好的不渗透性,适合用作密封材料。三元乙丙橡胶广泛应用于飞机高端装备橡胶密封型材,尤其是在飞机发动机橡胶减振器、舱门密封、大型客机冷空气及磷酸酯液压油系统中实现成功应用,并开始大量用于航空、航天、高铁、汽车等动载领域。
纳米晶纤维素(nanocrystalline cellulose,简称NCC)有高的强度和模量,大的比表面积,高的长径比、环境效益和低成本,还有许多独特的性质,包括优良的物理性质、生物活性、生物可降解性、生物相容性和低毒性。纳米纤维素作为一种新型的纳米补强填料与传统的增强材料相比,具有以下优势:(1)丰富的可再生资源;(2)低成本;(3)低密度;(4)高比强度和高比强模量;(5)环境友好材料。
疏水性EPDM与亲水性NCC之间的物理吸引力差,导致两者之间的相容性差。因此,NCC很难很好地分散在EPDM基体中,并且很容易发生团聚,因为其具有许多表面密度高的羟基,导致由此获得的复合材料表现出较差的机械性能。
专利文献CN101412825A,公开日2009.04.22,公开了一种橡胶/改性微晶纤维素复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)将微晶纤维素与第一单体置于烧瓶中,通氮气保护,在反应温度25~100℃下先预热15~60min;(2)在此温度下加入引发剂搅拌混合2~10min;(3)再加入乳化好的第二单体或第二单体与第三单体的混合物,在反应温度下反应20~180min,即得到改性微晶纤维素;(4)将改性微晶纤维素按传统的橡胶加工工艺与橡胶混炼,得到橡胶/改性微晶纤维素复合材料,改性纤维素的用量为橡胶质量的5~55%;所述第一单体为马来酸酐或其酯、富马酸酐或其酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羟丙酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酰胺或醋酸乙烯酯;所述第二单体和第三单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯;所述各原料的重量配比为:微晶纤维素为100份;第一单体为1~20份;第二单体为1~60份;第三单体为0~20份;引发剂为0.01~3.0份;乳化剂为0.04~2.0份。所述的橡胶为天然橡胶或合成橡胶;所述的微晶纤维素为植物微晶纤维素、动物微晶纤维素、菌类微晶纤维素或分别以上述三种纤维素为原料制备的纳米微晶纤维素。该发明是在微晶纤维素分子链上接枝其它的单体,这些单体一方面可以渗入到微晶纤维素颗粒内部,使接枝反应不但可以发生在微晶纤维素颗粒的表面,更重要的是可以发生在微晶纤维素颗粒的内部;另一方面,这些单体在微晶纤维素分子上的有效接枝可以使微晶纤维素分子链之间的距离增大,从而大大地破坏微晶纤维素分子间的氢键,使微晶纤维素的内聚能降低,利于其在橡胶基体中的分散;而且有些单体还能与微晶纤维素分子上的羟基进行反应,使微晶纤维素分子链上的羟基含量降低,减弱微晶纤维素分子的极性,增大与橡胶分子的相容性。
上述专利文献对纳米微晶纤维素进行了改性,增加了分散性。然而,上述纳米微晶纤维素的改性方法需经多次反应,比较复杂,而且复合橡胶的物理机械性能也有待提升。目前尚未见琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
本发明再一的目的是,提供一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶的制备方法。
为实现上述第一个目的,本发明采取的技术方案如下:
一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶是按照以下方法制备而成:
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,高速搅拌,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于60-90℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:5-10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶;
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4-8份,石蜡油25-35份,EPDM橡胶母料90-110份,炭黑80-110份,硫化剂:硫磺1-2份,促进剂:MBT 0.6-1份、TMTD-80 0.3-0.8份和ZBEC-70 0.5-1份,其他助剂:氧化锌4-6份、硬脂酸1-2份。
作为本发明的一个优选例,各原料按重量份计其用量为:NCC 5份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
作为本发明的另一优选例,步骤(1)中所述高速搅拌是在2000-3000r/min条件下搅拌3-10min。
作为本发明的另一优选例,步骤(2)中所述催化剂为2,2-二羟甲基丙酸。
作为本发明的另一优选例,步骤(4)中所述改性NCC沉淀与氯仿的用量比例为:重量份比1:5-10。
为实现上述第二个目的,本发明采取的技术方案如下:
一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,高速搅拌,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于60-90℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:5-10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶;
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4-8份,石蜡油25-35份,EPDM橡胶母料90-110份,炭黑80-110份,硫化剂:硫磺1-2份,促进剂:MBT 0.6-1份、TMTD-80 0.3-0.8份和ZBEC-70 0.5-1份,其他助剂:氧化锌4-6份、硬脂酸1-2份。
作为本发明的一个优选例,各原料按重量份计其用量为:NCC 5份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
作为本发明的另一优选例,步骤(1)中所述高速搅拌是在2000-3000r/min条件下搅拌3-10min。
作为本发明的另一优选例,步骤(2)中所述催化剂为2,2-二羟甲基丙酸。
作为本发明的另一优选例,步骤(4)中所述改性NCC沉淀与氯仿的用量比例为:重量份比1:5-10。
本发明以琥珀酸酐为改性剂对NCC表面羟基进行接枝,得到琥珀酸酐改性NCC,用丙酮对琥珀酸酐改性NCC进行纯化得到改性NCC湿料,将改性NCC湿料加入到石蜡油中进行预分散,并除去溶剂,再将石蜡油加入到橡胶制备工艺中,得到了所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。本发明优点在于:
1、可以克服疏水性EPDM与亲水性NCC之间的相容性差,NCC很难很好地分散在EPDM基体中,并且很容易发生团聚的问题;
2、选用琥珀酸酐作为改性剂,并研究出合适的改性方法包括改性温度等参数,最大程度地保证了制备的改性NCC具备良好的促进相容的作用;
3、改性NCC与石蜡油预分散后再去橡胶母料混合,促进了原料的充分分散;
4、采用MBT、TMTD-80和ZBEC-70的复配体系作为促进剂,提升了材料的相容性;
5、各原料的用量比例恰当,提升了材料的整体性能;
本发明制备得到的复合橡胶具有良好的物理机械性能,而且可以降低填充剂炭黑使用量,具有绿色环保的特点。本发明的制备工艺较为简单,便于产业化。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在2500r/min高速搅拌8min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于80℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:8:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:7;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 5份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
实施例2
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在3000r/min以上高速搅拌10min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于75℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:9:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:8;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 8份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑80份,硫化剂:硫磺1.2份,促进剂:MBT 1份、TMTD-80 0.8份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
实施例3
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在2000r/min高速搅拌10min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于90℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:5;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4份,石蜡油35份,EPDM橡胶母料110份,炭黑110份,硫化剂:硫磺2份,促进剂:MBT 0.6份、TMTD-80 0.3份和ZBEC-70 1份,其他助剂:氧化锌4份、硬脂酸1份。
实施例4
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在3000r/min高速搅拌3min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于60℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:5:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:10;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 8份,石蜡油25份,EPDM橡胶母料90份,炭黑80份,硫化剂:硫磺1份,促进剂:MBT 1份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.5份,其他助剂:氧化锌6份、硬脂酸2份。
对比例1
(1)将EPDM橡胶母料、石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(2)将(1)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品。
其中,各原料按重量份计其用量为:石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
对比例2
(1)将EPDM橡胶母料、石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(2)将(1)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 8份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑80份,硫化剂:硫磺1.2份,促进剂:MBT 1份、TMTD-80 0.8份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
对比例3
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在2000r/min高速搅拌10min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于100℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:5;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4份,石蜡油35份,EPDM橡胶母料110份,炭黑110份,硫化剂:硫磺2份,促进剂:MBT 0.6份、TMTD-80 0.3份和ZBEC-70 1份,其他助剂:氧化锌4份、硬脂酸1份。
对比例4
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,在2000r/min高速搅拌10min,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于50℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂(2,2-二羟甲基丙酸(DMPA))反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油,其中改性NCC沉淀与氯仿比例为1:5;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂、其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶。
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4份,石蜡油35份,EPDM橡胶母料110份,炭黑110份,硫化剂:硫磺2份,促进剂:MBT 0.6份、TMTD-80 0.3份和ZBEC-70 1份,其他助剂:氧化锌4份、硬脂酸1份。
实施例5性能测试
测试方法:按国标GB/T 528-2009测试胶料定伸应力、拉断强度和断裂伸长率;按照GB/T 7759.1-2015测试压缩永久变形。结果表明,添加琥珀酸酐改性NCC可以克服疏水性EPDM与亲水性NCC相容性差,NCC很难很好地分散在EPDM基体中,且很容易发生团聚的问题,使复合材料的物理机械性能显著提升,此外,还可见琥珀酸酐改性NCC制备的温度控制在60-90℃能够更好地促进NCC的改性,制得的复合材料性能也有所显著提升。
表1性能测试结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | |
100%定伸应力/MPa | 6.34 | 5.67 | 6.85 | 6.71 | 3.23 | 3.97 | 2.17 | 2.53 |
拉伸强度/Mpa | 16.54 | 15.12 | 17.06 | 18.68 | 10.56 | 12.39 | 11.29 | 11.52 |
断裂伸长率% | 345 | 368 | 356 | 337 | 341 | 357 | 346 | 331 |
压缩永久变形/% | 15.67 | 17.51 | 16.45 | 14.45 | 18.65 | 19.54 | 20.34 | 21.36 |
上述仅为本发明的具体实施方式,但是本发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何形式的简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,其特征在于,所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶是按照以下方法制备而成:
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,高速搅拌,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于60-90℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:5-10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶;
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4-8份,石蜡油25-35份,EPDM橡胶母料90-110份,炭黑80-110份,硫化剂:硫磺1-2份,促进剂:MBT 0.6-1份、TMTD-80 0.3-0.8份和ZBEC-70 0.5-1份,其他助剂:氧化锌4-6份、硬脂酸1-2份。
2.根据权利要求1所述的琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,其特征在于,各原料按重量份计其用量为:NCC 5份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
3.根据权利要求1所述的琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,其特征在于,步骤(1)中所述高速搅拌是在2000-3000r/min条件下搅拌3-10min。
4.根据权利要求1所述的琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,其特征在于,步骤(2)中所述催化剂为2,2-二羟甲基丙酸。
5.根据权利要求1所述的琥珀酸酐改性NCC增强橡胶,其特征在于,步骤(4)中所述改性NCC沉淀与氯仿的用量比例为:重量份比1:5-10。
6.一种琥珀酸酐改性NCC增强橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将NCC分散于二甲基甲酰胺溶液中,高速搅拌,然后再超声分散得到NCC分散液;
(2)将NCC分散液置于60-90℃的水浴锅中,加入琥珀酸酐与催化剂反应得到反应液,其中琥珀酸酐与NCC质量比例为:5-10:1;
(3)将丙酮溶液加入到(2)得到的反应液中混合,然后离心得到改性NCC沉淀,再用丙酮溶解改性NCC沉淀,再次离心收集沉淀得到改性NCC沉淀;
(4)将(3)得到的改性NCC沉淀加入到氯仿中,高速搅拌分散,再将石蜡油加入到分散有改性NCC的氯仿溶液中,然后用均质机进行均质,均质后用旋转蒸发仪蒸发氯仿,得到分散有改性NCC的石蜡油;
(5)将EPDM橡胶母料、分散有改性NCC的石蜡油、炭黑加入到密炼机中进行密炼;
(6)将(5)中密炼后的胶料输送至开炼机,在开炼机中加入硫化剂、促进剂和其他助剂,然后输入到螺杆挤出机中,得到挤出成型产品;
(7)将挤出成型产品进行硫化得到所述琥珀酸酐改性NCC增强橡胶;
其中,各原料按重量份计其用量为:NCC 4-8份,石蜡油25-35份,EPDM橡胶母料90-110份,炭黑80-110份,硫化剂:硫磺1-2份,促进剂:MBT 0.6-1份、TMTD-80 0.3-0.8份和ZBEC-70 0.5-1份,其他助剂:氧化锌4-6份、硬脂酸1-2份。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,各原料按重量份计其用量为:NCC5份,石蜡油30份,EPDM橡胶母料100份,炭黑100份,硫化剂:硫磺1.5份,促进剂:MBT 0.8份、TMTD-80 0.5份和ZBEC-70 0.8份,其他助剂:氧化锌5份、硬脂酸1.5份。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述高速搅拌是在2000-3000r/min条件下搅拌3-10min。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述催化剂为2,2-二羟甲基丙酸。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述改性NCC沉淀与氯仿的用量比例为:重量份比1:5-10。
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