[发明专利]一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性橡胶技术领域，尤其涉及一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车制造业的快速发展，对橡胶制品的要求日渐提高，橡胶材料除应具有良好的物理机械性能和耐油性能外，还应提高其耐磨性。降低橡胶材料的摩擦与磨损，可使用粉末状固体润滑材料。固体润滑材料具有层状结构，如石墨、二硫化钼等。二硫化钼是从辉铝矿提纯得到的一种矿物质，外观呈黑灰色略带蓝色，有滑腻感，稳定的二硫化钼晶形属于六方晶系的层状结构（2H）。二硫化钼晶体结构中存在一种夹心式板层，由S-Mo-S三个平面组成的单元层。在单元层内部，三棱形分布的硫原子包围着每个钼原子，钼原子之间存在着很强的共价键。层间距为0.615ｎｍ，以较弱的范德华力联接，4万个单元层存在于25μｍ的薄层内，而且层与层之间容易劈裂，从而具有优异的固体润滑性能。《MoS₂／PVC／橡胶复合材料的制备及其性能研究》一文将二硫化钼进行改性，并与PVC一起添加到橡胶基体中，制备了二硫化钼／PVC／橡胶复合材料，研究了PVC用量对NBR／PVC／二硫化钼、CNBR／PVC／二硫化钼及SBR／PVC／二硫化钼复合材料的力学性能和耐磨性能的影响。

得到二硫化钼／PVC／NBR复合材料和二硫化钼／PVC／CNBR复合材料的力学性能得到了提高，耐磨性能得到了提高。材料的耐热性、韧性、回弹性、耐久性、抗拉强度、阻气性、耐腐蚀性、抗形变性、抗静电性不够好，需要改进。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料，由下列重量份的原料制成：二硫化钼10-10.5、聚氯乙烯3-3.3、羧基丁腈橡胶100-105、硬脂酸1-1.2、氧化锌5-5.3、促进剂D0.5-0.7、促进剂DM0.5-0.6、促进剂TT0.2-0.3、硫磺2-2.3、硝酸亚铈1.2-1.3、氨水适量、乙醇35-38、甘油6-6.7、碳纳米管0.8-0.9、硅烷偶联剂kh570　0.2-0.3、硫代二丙酸二月硅脂1.3-1.5、棒状纳米碳酸钙0.5-0.6、蔗糖0.5-0.6、w-十一烯酸0.8-1.1。

所述的高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将二硫化钼加入乙醇中，加热至80-83℃，再加入一半的硅烷偶联剂kh570搅拌反应23-24小时，冷却至室温；

（2）在第一步的反应物中加入甘油，搅拌均匀，再加入硝酸亚铈搅拌均匀，边搅拌边滴入氨水至pH为8.5-9，继续搅拌反应1-2小时；

（3）在第（2）步反应物中加入剩余硅烷偶联剂kh570、蔗糖，加热至80-83℃，搅拌反应2-3小时，再加入碳纳米管，搅拌反应3-4小时，干燥，得到混合物料；

（4）在双辊开炼机上将橡胶进行塑炼，加入第（3）步得到的混合物料以及其他剩余成分，混炼均匀后下辊，室温停放3-4小时，然后在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为158-161℃，15-16MPa，90-92s，即得。

本发明的优点是：本发明使用硝酸亚铈对二硫化钼进行改性,在二硫化钼表面形成纳米二氧化铈,在用碳纳米管进行包覆,提高了橡胶的耐热性,利用二硫化钼润滑效果好,可以携带纳米材料均匀分散,解决了纳米二氧化铈、碳纳米管在橡胶中分散不均的问题，使得复合材料的力学性能、散热性和抗静电性得到了大幅度提高。通过使用硫代二丙酸二月硅脂、棒状纳米碳酸钙、w十一烯酸，提高了复合材料的韧性、气密性和抗弯性能。通过使用蔗糖，使得碳纳米管分散更加均匀，提高了橡胶的韧性。

具体实施方式

一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：二硫化钼10、聚氯乙烯3、羧基丁腈橡胶100、硬脂酸1、氧化锌5、促进剂D0.5、促进剂DM0.5、促进剂TT0.2、硫磺2、硝酸亚铈1.2、氨水适量、乙醇35、甘油6、碳纳米管0.8、硅烷偶联剂kh570　0.2、硫代二丙酸二月硅脂1.3、棒状纳米碳酸钙0.5、蔗糖0.5、w十一烯酸0.8。

所述的高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将二硫化钼加入乙醇中，加热至80℃，再加入一半的硅烷偶联剂kh570搅拌反应23小时，冷却至室温；

（2）在第一步的反应物中加入甘油，搅拌均匀，再加入硝酸亚铈搅拌均匀，边搅拌边滴入氨水至pH为8.5，继续搅拌反应1小时；