CN116606505B - 一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 - Google Patents
一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116606505B CN116606505B CN202310507161.9A CN202310507161A CN116606505B CN 116606505 B CN116606505 B CN 116606505B CN 202310507161 A CN202310507161 A CN 202310507161A CN 116606505 B CN116606505 B CN 116606505B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grafted
- aminodiphenylamine
- carbon nano
- modified thermoplastic
- nano tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims abstract description 47
- ATGUVEKSASEFFO-UHFFFAOYSA-N p-aminodiphenylamine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ATGUVEKSASEFFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 16
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229920001911 maleic anhydride grafted polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 15
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 15
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 11
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 11
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims description 9
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 9
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 229920006342 thermoplastic vulcanizate Polymers 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 claims description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 17
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 7
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 abstract description 3
- YHYKLKNNBYLTQY-UHFFFAOYSA-N 1,1-diphenylhydrazine Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(N)C1=CC=CC=C1 YHYKLKNNBYLTQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 2
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKEHOXWJQXIQAG-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 IKEHOXWJQXIQAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical class O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
- C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
- C08F255/06—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms on to ethene-propene-diene terpolymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/04—Thermoplastic elastomer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Abstract
本发明涉及硫化橡胶技术领域，且公开了一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺，以丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶作为改性剂，对氨基二苯胺接枝碳纳米管作为补强剂、马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，与三元乙丙橡胶和聚丙烯复合，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶，三元乙丙橡胶、聚丙烯和对氨基二苯胺接枝碳纳米管之间具有很好的相容性，显著增强了热塑性硫化橡胶的力学强度，同时将碳纳米管起到负载和固定防老剂对氨基二苯胺的作用，可以促进防老剂分散均匀，克服防老剂迁移流速的问题，从而提高了热塑性硫化橡胶的耐热氧老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及硫化橡胶技术领域，具体为一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺。
背景技术
热塑性硫化橡胶通常是由塑料作为连续相，橡胶作为分散相，与硫化剂等助剂复合，得到的具有热塑性的橡胶材料，其具有良好的耐溶剂性、耐疲劳性、弹性等优点，广泛应用在建筑密封材料、电线电缆、管材等方面；将无机纳米粒子作为补强剂，加入到热塑性硫化橡胶中，可以改善硫化橡胶的综合性能，公开号为CN105820438B的专利《一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料及其制备方法》，公开了以三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体、改性蒙脱土、多壁碳纳米管等作为原料，得到的热塑性硫化橡胶材料具有强度高，阻燃性好，耐久性强，韧性良好等优点。
防老剂如对氨基二苯胺、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺，可以提高橡胶材料的耐光、热老化的性能，将防老剂接枝到橡胶材料的填料上，可以起到固定防老剂、防止迁移，促进分散等作用，公开号为CN115403680A的专利《一种纳米二氧化硅/壳聚糖杂化材料负载型防老剂及其制备与应用》，公开了将防老剂接枝在CS-SiO2杂化材料表面，制得杂化材料负载型防老剂，从而增强填料-橡胶之间的相互作用，有效地克服小分子防老剂易迁移、易挥发和不耐溶剂抽提的缺点。本发明提供了一种对氨基二苯胺接枝碳纳米管和碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺，解决了热塑性硫化橡胶的力学性能不高，耐热氧老化性能较差的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种对氨基二苯胺接枝碳纳米管和碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺，解决了热塑性硫化橡胶的力学性能不高，耐热氧老化性能较差的问题。
(二)技术方案
一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶，包括如下重量配比的原料：丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶2-10％、聚丙烯20-28％、1-5％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、0.5-5％对氨基二苯胺接枝碳纳米管、1-2％硬脂酸、1.5-2.5％氧化锌、0.5-1.2％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、0.8-1.5％硫磺、余量为三元乙丙橡胶。
进一步的，碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，包括如下步骤：
将三元乙丙橡胶、丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、聚丙烯、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入硬脂酸、氧化锌、促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、硫磺进行塑炼，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
进一步的，混炼温度为170-180℃，塑炼的温度为170-185℃，硫化的温度为140-160℃，压力为8-10MPa。
进一步的，丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶的合成工艺包括如下步骤：
将三元乙丙橡胶、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯和过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
进一步的，熔融接枝的温度为220-240℃，时间为4-10min。
进一步的，对氨基二苯胺接枝碳纳米管的合成工艺包括如下步骤：
将氨基化多壁碳纳米管和对氨基二苯胺分散到反应溶剂中，然后加入交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应后，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
进一步的，反应溶剂包括乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
进一步的，对氨基二苯胺的用量为氨基化多壁碳纳米管质量的20-150％。
进一步的，乙二醇二缩水甘油醚的用量为氨基化多壁碳纳米管质量的15-120％。
进一步的，反应的温度为50-90℃，时间为12-36h。
(三)有益的技术效果
1、本发明利用乙二醇二缩水甘油醚作为交联剂，两端的环氧基团分别与多壁碳纳米管表面的氨基，以及对氨基二苯胺的氨基发生开环反应，同时氨基和环氧开环反应过程中生成羟基，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管，从而将防老剂接枝到碳纳米管的表面，实现了对防老剂的负载和固定。
2、本发明以苯乙烯和甲基丙烯酸羟乙酯作为接枝剂，通过熔融接枝反应，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶，然后以其作为改性剂，对氨基二苯胺接枝碳纳米管作为补强剂、马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，与三元乙丙橡胶和聚丙烯复合，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶；在高温混炼中，马来酸酐接枝聚丙烯可以与丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶的羟基，以及对氨基二苯胺接枝碳纳米管中的羟基发生反应，从而使三元乙丙橡胶、聚丙烯和对氨基二苯胺接枝碳纳米管之间具有很好的相容性，显著增强了热塑性硫化橡胶的力学强度，同时将碳纳米管起到负载和固定防老剂对氨基二苯胺的作用，可以促进防老剂分散均匀，克服防老剂迁移流速的问题，从而提高了热塑性硫化橡胶的耐热氧老化性能。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。
实施例1
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.1g的对氨基二苯胺分散到1,4-二氧六环中，然后加入0.075g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为60℃，时间为12h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将20g的三元乙丙橡胶、0.2g的苯乙烯、0.6g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.1g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为230℃，时间为10min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(3)将重量配比为70.7％三元乙丙橡胶、2％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、20％聚丙烯、1％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和0.5％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为180℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1.5％硬脂酸、2％氧化锌、0.8％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、1.5％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为170℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为150℃，压力为9MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
实施例2
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.28g的对氨基二苯胺分散到乙醇中，然后加入0.15g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为50℃，时间为24h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将20g的三元乙丙橡胶、0.4g的苯乙烯、0.8g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.13g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为220℃，时间为10min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(3)将重量配比为50.3％三元乙丙橡胶、10％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、28％聚丙烯、5％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和1.5％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为175℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1％硬脂酸、1.5％氧化锌、1.2％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、1.5％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为175℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为160℃，压力为8MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
实施例3
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.75g的对氨基二苯胺分散到N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入0.6g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为90℃，时间为12h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将20g的三元乙丙橡胶、0.5g的苯乙烯、1.2g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.18g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为240℃，时间为8min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(3)将重量配比为63.4％三元乙丙橡胶、3％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、25％聚丙烯、2％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和1.5％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为175℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1％硬脂酸、2.5％氧化锌、0.8％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、0.8％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为170℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为160℃，压力为10MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
实施例4
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.6g的对氨基二苯胺分散到四氢呋喃中，然后加入0.46g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为90℃，时间为12h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将20g的三元乙丙橡胶、0.5g的苯乙烯、1g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.16g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为220℃，时间为10min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(3)将重量配比为53.3％三元乙丙橡胶、8％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、25％聚丙烯、5％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和3％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为175℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1.5％硬脂酸、2％氧化锌、1.2％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、1％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为185℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为145℃，压力为10MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
实施例5
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.75g的对氨基二苯胺分散到四氢呋喃中，然后加入0.6g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为90℃，时间为24h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将20g的三元乙丙橡胶、0.3g的苯乙烯、0.7g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.12g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为220℃，时间为8min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(3)将重量配比为51％的三元乙丙橡胶、10％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、25％聚丙烯、4％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和5％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为175℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1％硬脂酸、2％氧化锌、1.2％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、0.8％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为185℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为150℃，压力为10MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
对比例1
(1)将0.5g的氨基化多壁碳纳米管和0.2g的对氨基二苯胺分散到乙醇中，然后加入0.12g的交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应，反应的温度为50℃，时间为24h，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管。
(2)将重量配比为65.2％三元乙丙橡胶、25％聚丙烯、2％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和3％对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为175℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入1％硬脂酸、2％氧化锌、0.8％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、1％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为185℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为145℃，压力为10MPa，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
对比例2
(1)将20g的三元乙丙橡胶、0.5g的苯乙烯、1.2g的甲基丙烯酸羟乙酯和0.18g的过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，熔融接枝的温度为230℃，时间为5min，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶。
(2)将重量配比为51％三元乙丙橡胶、10％丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、28％聚丙烯、2％相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和3％氨基化多壁碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，混炼温度为180℃，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入2％硬脂酸、2％氧化锌、0.5％促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、1.5％硫磺进行塑炼，塑炼的温度为180℃，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，硫化的温度为150℃，压力为10MPa，得到改性热塑性硫化橡胶。
表1改性热塑性硫化橡胶的力学性能测试
表2改性热塑性硫化橡胶的耐热氧老化性能测试
实施例1-5中利用对氨基二苯胺接枝碳纳米管作为补强剂，丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶作为改性剂，马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，得到的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的撕裂强度达到27.2-35.4MPa，拉伸强度达到16.4-22.8MPa，断裂伸长率达到269.2-362.0％，邵尔硬度达到76-88，其综合力学强度和耐热氧老化试验后的拉伸强度，远高于对比例1和对比例2制备的改性热塑性硫化橡胶材料。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：碳纳米管改性热塑性硫化橡胶包括如下重量配比的原料：丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶2-10%、聚丙烯20-28%、1-5%相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、0.5-5%对氨基二苯胺接枝碳纳米管、1-2%硬脂酸、1.5-2.5%氧化锌、0.5-1.2%促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、0.8-1.5%硫磺、余量为三元乙丙橡胶；
所述碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺包括如下步骤：
（1）将三元乙丙橡胶、苯乙烯、甲基丙烯酸羟乙酯和过氧化二异丙苯在双螺杆挤出机在进行熔融接枝，然后挤出造粒，得到丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶；
（2）对氨基二苯胺接枝碳纳米管的合成工艺包括如下步骤：将氨基化多壁碳纳米管和对氨基二苯胺分散到反应溶剂中，然后加入交联剂乙二醇二缩水甘油醚，搅拌反应后，抽滤，去离子水、乙醇依次洗涤，得到对氨基二苯胺接枝碳纳米管；
（3）将三元乙丙橡胶、丙烯酸羟乙酯接枝三元乙丙橡胶、聚丙烯、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯和对氨基二苯胺接枝碳纳米管加入到双辊开炼机上进行混炼，然后再将物料在置于双螺杆挤出机中，再加入硬脂酸、氧化锌、促进剂2-硫醇基苯骈噻唑、硫磺进行塑炼，最后将物料在平板硫化机中进行硫化，得到碳纳米管改性热塑性硫化橡胶。
2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（1）中熔融接枝的温度为220-240℃，时间为4-10min。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（2）中反应溶剂包括乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环或N,N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（2）中对氨基二苯胺的用量为氨基化多壁碳纳米管质量的20-150%。
5.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（2）中乙二醇二缩水甘油醚的用量为氨基化多壁碳纳米管质量的15-120%。
6.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（2）中反应的温度为50-90℃，时间为12-36h。
7.根据权利要求1所述的碳纳米管改性热塑性硫化橡胶的合成工艺，其特征在于：（3）中混炼温度为170-180℃，塑炼的温度为170-185℃，硫化的温度为140-160℃，压力为8-10MPa。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310507161.9A CN116606505B (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310507161.9A CN116606505B (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116606505A CN116606505A (zh) | 2023-08-18 |
| CN116606505B true CN116606505B (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=87675710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310507161.9A Active CN116606505B (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116606505B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557869A (zh) * | 2004-01-15 | 2004-12-29 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 原位改性炭黑补强三元乙丙橡胶及其制备方法 |
| CN105585780A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-05-18 | 合肥市再德高分子材料有限公司 | 一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料 |
| CN106009131A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-10-12 | 航天材料及工艺研究所 | 一种抗氧剂修饰碳纳米管/氢化丁腈橡胶的制备方法 |
| CN108503888A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 四川大学 | 一种非迁移性氧化石墨烯接枝防老剂及其制备方法 |
| CN108822431A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 安徽玉发塑业有限公司 | 一种碳纳米管改性聚氯乙烯塑料管及其制备方法 |
| CN112509822A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-16 | 环誉节能科技(广州)有限公司 | 一种聚苯胺接枝碳纳米管的电极材料的制法和应用 |
| CN112812390A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-18 | 蚌埠惠华管业有限公司 | 一种吸砂胶管用耐磨防老化胶料 |
-
2023
- 2023-05-08 CN CN202310507161.9A patent/CN116606505B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1557869A (zh) * | 2004-01-15 | 2004-12-29 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 原位改性炭黑补强三元乙丙橡胶及其制备方法 |
| CN105585780A (zh) * | 2016-02-18 | 2016-05-18 | 合肥市再德高分子材料有限公司 | 一种阻燃耐热老化三元乙丙橡胶复合材料 |
| CN106009131A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-10-12 | 航天材料及工艺研究所 | 一种抗氧剂修饰碳纳米管/氢化丁腈橡胶的制备方法 |
| CN108503888A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 四川大学 | 一种非迁移性氧化石墨烯接枝防老剂及其制备方法 |
| CN108822431A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-16 | 安徽玉发塑业有限公司 | 一种碳纳米管改性聚氯乙烯塑料管及其制备方法 |
| CN112509822A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-16 | 环誉节能科技(广州)有限公司 | 一种聚苯胺接枝碳纳米管的电极材料的制法和应用 |
| CN112812390A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-18 | 蚌埠惠华管业有限公司 | 一种吸砂胶管用耐磨防老化胶料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116606505A (zh) | 2023-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102585485B (zh) | 高机械性能淀粉/热塑性聚氨酯复合材料及制备方法 | |
| CN105504503A (zh) | 一种耐划擦、抗析出聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| WO2005030869A1 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物及び成形物 | |
| CN1916055A (zh) | 一种提高热塑性硫化胶流动性的方法 | |
| CN105820522A (zh) | 一种硫酸钙晶须增强增韧聚乳酸复合材料及其制备方法 | |
| WO2012046519A1 (ja) | 繊維強化弾性体及びその製造方法 | |
| CN109135076A (zh) | 一种低压橡缆产品的绝缘胶料配方及其制备方法 | |
| CN113603964A (zh) | 一种用于汽车内饰的低voc玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN115926361A (zh) | 一种sebs载体硅酮母粒及其制备方法 | |
| CN116606505B (zh) | 一种碳纳米管改性热塑性硫化橡胶及其合成工艺 | |
| CN101157777A (zh) | 一种具有良好亲水性的改性聚丙烯树脂及其制备方法 | |
| CN104262976B (zh) | 一种气密性增进剂及其制备方法与应用 | |
| JPWO2006003973A1 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物、該組成物の製造方法及び成形品 | |
| CN111662511A (zh) | 一种高回弹高强度热塑性硫化弹性体材料及其制备方法 | |
| CN111073146A (zh) | 汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料 | |
| CN111019354A (zh) | 一种低扯断永久变形的硅胶及其制备方法、使用方法 | |
| JPH11209516A (ja) | ポリアミド繊維強化ゴム組成物とその製造法 | |
| CN113912954A (zh) | 高耐候性三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN114149640A (zh) | 耐油性三元乙丙橡胶软管及其制备方法 | |
| CN105820440A (zh) | 一种高性能pp/epdm热塑性弹性体及其制备方法 | |
| CN109971164B (zh) | 一种改性pa复合材料及其制备方法 | |
| CN112480540A (zh) | 一种再生塑料颗粒改性工艺 | |
| CN105622817B (zh) | 本体原位聚合制备eva/石墨烯复合材料的方法 | |
| CN116162308B (zh) | 一种高流动性的tpv材料及其制备方法与应用 | |
| CN107857944A (zh) | 一种汽车用尿素传导管橡胶材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |