[发明专利]一种兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，包括：

超声条件下羟基化处理具有核防护功能的功能粒子；

采用硅烷偶联剂进一步表面修饰功能粒子；

将表面修饰后的功能粒子、引发剂和二烯烃聚合物混合均匀，惰性气氛下升温引发反应形成聚合物包覆功能粒子的核壳结构；

将核壳结构与生胶、氧化锌、硫磺、硫化促进剂在开炼机或密炼机上加工，获得混炼胶，再采用硫化加工手段制得核防护橡胶复合材料；

所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法具体包括以下步骤：

步骤一，功能粒子羟基化处理：将核防护功能粒子分散至双氧水溶液中，加热，超声并搅拌，离心分离，真空干燥，获得表面羟基化功能粒子；

步骤二，硅烷偶联剂改性：将羟基化功能粒子分散至巯基硅烷偶联剂的甲苯溶液中，加热反应后离心分离，真空干燥，获得表面巯基化功能粒子；

步骤三，制备核壳结构：将表面巯基化功能粒子、引发剂和二烯烃聚合物混合均匀，惰性气氛下升温引发反应获得聚合物包覆功能粒子的核壳结构；

步骤四，橡胶硫化：将核壳结构与生胶、氧化锌、硫磺、硫化促进剂在开炼机或密炼机上加工，获得混炼胶，再经硫化工艺制得核防护橡胶复合材料。

2.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤一中，所述核防护功能粒子为重金属单质、重金属氧化物、重金属盐颗粒和含硼物质或结构的任意一种或多种混合物；

其中，所述金属单质包括铅、铁、钨、铋、钽和钡在内的重金属；所述金属氧化物包括氧化铅、氧化铁、氧化钨、氧化铋、氧化钽和氧化钡在内的重金属氧化物；所述金属盐包括钨酸铅、钨酸铋、钽酸铋、钽酸钡和铁酸铋在内的重金属盐；

所述含硼物质包括氮化硼、碳化硼、硼酸铅和硼酸铋；所述含硼结构包括氮化硼包覆钨酸铅、氮化硼包覆钨酸铋、钨酸铅包覆氮化硼、钨酸铋包覆氮化硼、钨酸铅包覆碳化硼和钨酸铋包覆碳化硼在内的核壳结构。

3.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤一中，所述功能粒子质量为50～100g，双氧水溶液的体积为200～500ml，加热温度为90～110℃，搅拌时间为3～8h。

4.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤二中，所述硅烷偶联剂为3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-巯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。

5.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤二中，所述甲苯体积为200～400ml，硅烷偶联剂的体积为30～60ml，加热温度为30～80℃，搅拌时间为24～72h。

6.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤三中，所述引发剂质量为0.1～0.4g，二烯烃聚合物质量为20～80g，反应温度为60～90℃，反应时间为0.5～2h；

其中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的任意一种；所述二烯烃聚合物为聚1，3- 丁二烯、聚1，4- 戊二烯、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷任意一种带有α烯烃的二烯烃聚合物。

7.如权利要求1所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法，步骤四中，所述生胶质量为50～200g，硫磺质量为1～3g，氧化锌质量为3～8g，硫化促进剂质量为0.5～1g；

其中，所述生胶为天然橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基橡胶中的任意一种；所述硫化促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、二苯胍、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、六次甲基四胺、二甲基二硫代氨基甲酸锌硫化促进剂中的任意一种。

8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料的制备方法制备得到的兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料。

9.一种如权利要求8所述兼具优异核防护和柔韧性的橡胶复合材料在涉核操作、核应急及医疗卫生领域的可穿戴辐射防护制品及器件制造中的应用。