CN112409775B - 一种高性能橡胶材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：(1)、取1‑8重量份的胺类催化剂与60‑80重量份的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、5‑15重量份的二巯基化合物混合待用；(2)、将步骤(1)的混合物在室温下搅拌10‑13h，得到端烯基预聚物备用；(3)、取5‑15重量份的填料在步骤(2)中加入，混合后置于超声波分散仪中超声波分散30‑50min，待粒子均匀分散在胶乳中后取出待用。本发明具有制备原料种类少，原料易得，且通过改变C＝C双键和巯基的摩尔比，可以方便地调节弹性体的力学性能，该橡胶弹性体填充材料的制备方法具备容易操作、绿色环保等诸多优点。

Description

一种高性能橡胶材料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体为一种高性能橡胶材料的制备方法。
背景技术
高分子技术和应用的迅速发展，使得橡胶材料这一高分子材料的重要组成部分也得到了广泛的应用，现今的大部分橡胶生产过程都需利用硫化和添加剂改善橡胶性能。但是这些加工过程步骤繁琐、效率较低，且大气中的臭氧对硫化橡胶的侵蚀非常强烈，会导致使橡胶材料变脆，这也是大部分硫化橡胶面临的重要问题，同时一般使用的硫化剂都是无毒的，但在高温的硫化生产过程中容易产生二氧化硫、硫化氢等有毒气体，无法完全做到无毒无害。
热塑性硫化橡胶具有优异的力学和加工性能，但是目前的热塑性硫化橡胶的合成工艺复杂、条件苛刻、能源消耗大，且在生产中需要引用大功率、大体积、高价格的专业仪器，反应时间偏长，使得橡胶的生产成本提高，生产线延长。
目前大部分橡胶的光学性质都较差，呈现不透明，微透明状态，极大的限制了橡胶制品的使用范围，因此，如何减少硫化剂的使用，以及缩减设备，降低成本，减少橡胶成型时间，获得较好的光学性质成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能橡胶材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高性能橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)、取1-8重量份的胺类催化剂与60-80重量份的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、5-15重量份的二巯基化合物混合待用；
(2)、将步骤(1)的混合物在室温下搅拌10-13h，得到端烯基预聚物备用；
(3)、取5-15重量份的填料在步骤(2)中加入，混合后置于超声波分散仪中超声波分散30-50min，待粒子均匀分散在胶乳中后取出待用；
(4)、取10-20重量份的交联剂加入到步骤(3)中，搅拌充分，然后迅速转移到模具中，即可制得高性能橡胶材料。
优选地，步骤(1)中所述的胺类催化剂采用正丁胺或三乙胺。
优选地，步骤(1)中所述的二巯基化合物采用1，6-己二硫醇或4,4’-硫代二苯硫醇。
优选地，步骤(3)中所述的填料采用白炭黑VN3、白炭黑W-180或白炭黑W-150。
优选地，步骤(4)中所述的交联剂采用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)或季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)。
优选地，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合度为500～5000。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明公开的一种高性能橡胶材料的制备方法，具有制备原料种类少，原料易得，且通过改变C＝C双键和巯基的摩尔比，可以方便地调节弹性体的力学性能，该橡胶弹性体填充材料的制备方法具备容易操作、绿色环保等诸多优点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例中，一种高性能橡胶材料的制备方法，包括以下原料：双键封端聚合物：聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)60-80份，聚合度(MW)为500～5000；多巯基化合物：三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(TMTMP)10-20份；二巯基化合物：1，6-己二硫醇(HDT)、4,4’-硫代二苯硫醇5-15份；胺类催化剂：正丁胺1-8份；填料：白炭黑VN35-15份。
表1：双键与巯基反应生产弹性体实施配方
Figure GDA0004156052080000021
根据表格中的配方，采取以下步骤：
(1)、取60-80份的双键聚合物封端，如聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(MW＝550)。
(2)、取5-15份二巯基化合物，如1，6-己二硫醇与步骤(1)中聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(MW＝550)混合均匀。
(3)、取定量胺类催化剂，如正丁胺作为催化剂，加入步骤(2)中的混合物中，充分搅拌反应12h得到预聚物。
(4)、在步骤(3)的产物中加入5-15份白炭黑VN3，置于超声波分散仪中超声波分散30-50min至白炭黑均匀分散在预聚物中。
(5)、取10-20份的三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(加入到步骤(4)中的混合物中，搅拌均匀后倒入模具，迅速反应固化得到弹性体。
表2：各实施例和对比例所制得弹性体各项性能参数
Figure GDA0004156052080000031
从上述结果可以得出结论，在双键封端预聚物和巯基的反应中，TMTMP占比较大时，弹性体的断裂伸长率会有所下降，加入二巯基化合物进行扩链，可以增强断裂伸长率，但强度会减小；加入白炭黑会增强强度，且强度随着白炭黑的量的增加而增强。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高性能橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、取1-8重量份的胺类催化剂与60-80重量份的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、5-15重量份的二巯基化合物混合待用；
(2)、将步骤(1)的混合物在室温下搅拌10-13h，得到端烯基预聚物备用；
(3)、取5-15重量份的填料在步骤(2)中加入，混合后置于超声波分散仪中超声波分散30-50min，待粒子均匀分散在胶乳中后取出待用；
(4)、取10-20重量份的交联剂加入到步骤(3)中，搅拌充分，然后迅速转移到模具中，即可制得高性能橡胶材料；
步骤(4)中所述的交联剂采用三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)或季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)。
2.根据权利要求1所述的一种高性能橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的胺类催化剂采用正丁胺或三乙胺。
3.根据权利要求1所述的一种高性能橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的二巯基化合物采用1，6-己二硫醇或4,4’-硫代二苯硫醇。
4.根据权利要求1所述的一种高性能橡胶材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的填料采用白炭黑VN3、白炭黑W-180或白炭黑W-150。
5.根据权利要求1所述的一种高性能橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合度为500～5000。
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US3008916A (en) * 1958-09-12 1961-11-14 Du Pont Process of preparing cured elastomeric copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropene
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