[发明专利]不饱和羧酸盐两步硫化法补强丁腈橡胶

说明书

本发明提供了一种不饱和羧酸盐补强橡胶，它是由下述原料制备而成的：橡胶，硫磺，硫化剂，不饱和羧酸盐，橡胶添加剂。所得橡胶体系的交联密度明显提高，并且在保持橡胶拉伸强度的情况下，其断裂伸长率和压缩永久形变性能显著提高。此外，随着体系中不饱和羧酸盐的增加，所得橡胶的硫化胶拉伸强度、压缩模量、撕裂性能、压缩永久形变也逐步增加。本发明得到了性能优异且可调控的补强橡胶，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种利用不饱和羧酸盐、通过两步硫化法制备的补强丁腈橡胶。

背景技术

橡胶是一类重要的高分子材料，在航天技术、生物技术、电子信息、汽车工业等高新领域以及人们的日常生活中具有不可替代的作用。橡胶材料尤其是合成橡胶，本身的强度较差，需要补强以满足各种用途。补强填料能够提高橡胶的拉伸强度、撕裂强度与硬度，赋予橡胶良好的耐候、耐曲挠、耐油、耐寒、耐热与耐磨耗等性能。

补强填料之所以能够对橡胶具有优异的补强作用在于补强填料粒子表面的活性点与橡胶分子发生相互作用，比如物理吸附、化学键合等，与橡胶基体具有很高的浸润或结合度。补强填料粒子的粒径越小，比表面积越大，与橡胶分子的相互作用也越强，并且粒子表面活性越高，与橡胶的结合度也越高，对橡胶的束缚作用也越大。如炭黑具有粒径小、表面活性大的特点，能够与橡胶分子形成“结合胶”。少量的碳纳米管、石墨烯能大幅提高橡胶的模量与刚性，但前提是需要通过各种特殊手段将它们均匀分散在橡胶基体中。

通过在橡胶基体中“原位聚合”形成纳米粒子对橡胶补强，也是一种有效的方法。比如在橡胶中预先加入具有反应性官能团的物质，在一定条件下使其聚合形成纳米粒子在橡胶中形成网络结构，对橡胶进行补强。不饱和羧酸金属盐补强橡胶就属于“原位聚合”的方式。

但是，现有技术已经制备出的补强橡胶的性能还有待进一步优化，还需要研究更加简单、有效的方法，利用能够均匀分散在橡胶中的补强相，制备出力学性能更加优异的橡胶。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种力学性能更加优异的不饱和羧酸盐补强丁腈橡胶。

本发明提供了一种不饱和羧酸盐补强橡胶，它是由下述原料制备而成的：

橡胶，硫磺，硫化剂，不饱和羧酸盐，橡胶添加剂。

进一步地，所述硫化剂为过氧化物硫化剂；和/或，所述橡胶添加剂包括增塑剂、硫化活性剂、硫化促进剂、防老剂、补强剂中的一种或多种。

进一步地，所述增塑剂为硬脂酸，硫化活性剂为ZnO，硫化促进剂为DM和TMTD，防老剂为4010，补强剂为炭黑，橡胶为丁腈橡胶，硫化剂为过氧化二异丙苯，不饱和羧酸盐为甲基丙烯酸锌。

进一步地，所述各原料的重量配比为：橡胶100份，硫磺1.3～1.7份，硫化剂1.8～2.2份，不饱和羧酸盐10～40份，橡胶添加剂9～30份；

优选地，所述橡胶添加剂中包含：增塑剂0.9～1.1份，硫化活性剂4.9～5.1份，硫化促进剂DM 2.4～2.6，TMTD 0.24～0.26份，防老剂0.9～1.1份，或者还包含炭黑14～16份。

进一步地，所述各原料的重量配比为：橡胶100份，硫磺1.5份，硫化剂2份，不饱和羧酸盐10～40份，增塑剂1份，硫化活性剂5份，硫化促进剂DM 2.5份，TMTD 0.25份，防老剂1份，或者还包含炭黑15份。

进一步地，所述甲基丙烯酸锌为20～40份，优选30～40份，更优选40份。

进一步地，所述补强橡胶是通过两步硫化的方法制备的，具体包括：

(1)、按比例称取各原料，利用开炼机进行混炼，得到混炼胶；