[发明专利]一种自润滑耐磨丁腈橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于丁腈橡胶技术领域，特别涉及一种自润滑耐磨丁腈橡胶的制备方法。 

背景技术

橡胶作为高分子材料的重要组成部分，在轮胎制造及某些特殊领域具有其它材料不可替代的作用，并已成为国民经济和日常生活中不可缺少的重要物质。资料显示，世界橡胶工业产量已达到了相当大的规模，年耗胶量接近1700万吨。随着世界经济的全球化，橡胶市场的竞争愈加激烈，环保要求日益苛刻，高性能、低能耗、低物耗、低成本的技术需求也更加紧迫。丁腈橡胶因具有优异的耐油性、耐热性、耐化学稳定性以及易加工的特点，因而具有高耐磨性能的丁腈橡胶产品的应用空间和市场前景十分广阔。 

目前为了改善橡胶材料的耐磨性能，一般通过添加耐磨性较好的填料。专利CN102020782公开了以玉器加工过程中产生的碎屑为原料，经过研磨细化，筛选、分级、干燥处理得到硅酸盐化合物颗粒，利用偶联剂将一定量的该硅酸盐化合物颗粒活化处理后得到功能性填料，经过此种填料改性的橡胶制品具有优良的耐磨性能。专利CN101353454公开了填充炭黑、纳米白炭黑以及经过硅烷偶联剂和甲苯表面处理的碳化硅(粒径小于50μm)之后制得的碳化硅橡胶耐磨性能好，提高了橡胶的使用寿命。专利CN101456974和CN1896130也分别公开了在橡胶混炼过程中分别添加经过有机改性剂处理的质量分数为0.5%~5%稀土氧化物、经过有机表面改性剂处理的质量分数为1%~5%纳米天然重晶石粉体，橡胶的耐磨性能提高。上述专利技术均涉及了通过添加各种不同耐磨添加剂的方法，使得改性过后的橡胶不同程度上具有了较好的耐磨性能，但却未涉及在橡胶制品表面涂覆润滑涂层，以达到自润滑的目的。 

另外一种能达到耐磨效果的方法是在橡胶表面涂覆保护涂层。专利CN101457118公开了一种纳米耐磨润滑涂料，其组分包括粘结剂、纳米固体润滑剂、分散剂、表面活性剂和助剂，其中固体润滑剂粒径为20~40nm，涂料的制备方法是将其所有组分在28~100kHz超声波中分散3~4h。该专利公开了在橡胶工作表面涂覆耐磨润滑涂层来提高橡胶耐磨性，但未涉及到通过添加减磨填料来提高橡胶的耐磨性能，也未公开涂层制备的工艺条件和工艺过程。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种自润滑耐磨丁腈橡胶的制备方法，通过在橡胶混炼过程中添加减磨填料，得到具有高耐磨性能的橡胶半成品；在得到的橡胶半成品的工作表面喷涂固体润滑涂层，以降低摩擦系数，减少磨损，延长橡胶使用寿命。 

一种自润滑耐磨丁腈橡胶的制备方法，包括如下步骤： 

(1)在丁腈橡胶混炼过程中，加入橡胶基础配方2-6wt%的减磨填料，混炼25-30min后，再在150℃下，硫化10min，得到橡胶半成品；

(2)在橡胶半成品的表面喷涂、固化固体润滑涂层材料，得到自润滑耐磨丁腈橡胶。

所述表面喷涂的涂层厚度为20-30μm。 

所述橡胶基础配方，由包含以下重量份的组分制成：丁腈100份、硫磺0.8份、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑（DM）1份、促进剂TMTD 0.5份、交联剂过氧化二异丙苯（DCP） 3份、防老剂4010NA 1份、氧化锌 4.5份、炭黑 45份、石蜡 2份和硬脂酸 3份。 

所述橡胶基础配方还包括聚乙烯蜡 0.8重量份。 

所述步骤(1)中减磨填料选自氢氧化镁、氧化铝或机油中的一种。 

所述机油为100#机油。 

所述步骤(1)中固体减磨填料处理方法为：将固体减磨填料研磨，经过200目筛之后，用乙醇洗涤，在60℃真空干燥12h，得到固体减磨填料，其粒径小于75μm。 

所述步骤(2)中固体润滑涂层材料，由包含以下重量份的组分制成：粘结基体50-100份；固体润滑剂20-50份；分散剂150-250份；硅烷偶联剂2-5份；助剂4-10份。 

所述粘结基体选自环氧树脂、酚醛环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或几种。 

所述固体润滑剂为脲醛树脂包覆的100#机油微胶囊；所述固体润滑剂还包括二硫化钨、二硫化钼和聚四氟乙烯中的一种或几种；所述固体润滑剂的平均粒径小于10μm。 

所述分散剂选自乙醇、丙酮和二甲苯中的一种或几种。 

所述硅烷偶联剂选自KH-550、KH-560和KH-570中的一种。 

所述助剂选自纳米氧化铝、纳米氧化锆和纳米碳化硅中的一种或几种。 

所述步骤(2)中固体润滑涂层固化条件为在50-70℃下固化1-2h。