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
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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0.615 n m，以较弱的范德华力联接，4万个单元层存在于25μιη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—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。
[0003]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】
[0004]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月父复合材料及其制备方法。
[0005]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ΤΤ0.2-0.3、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,wH^一烯酸 0.8-1.1。
[0006]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°C，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°C，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°C，15-16MPa，90-92s，即得。
[0007]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】
[0008]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ΤΤ0.2、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、烯酸0.8。
[0009]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°C，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；
(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°C，搅拌反应2小时，再加入碳纳米管，搅拌反应3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小时，然后在平板硫化机上进行硫化，硫化条件为158°C，15MPa，90s，即得。
[0010]该实施例复合材料的拉伸性能按GB/T528-2009标准测试结果为4.3MPa，撕裂强度按68八529-2008结果为251^/111，拉断伸长率为432%，拉伸永久变形为24%，100%定伸应力为
1.5MPa，300%定伸应力为1.8MPa，邵尔A硬度按GB/T531-2008测试结果为639度，摩擦因数为0.98，阿克隆磨耗为3.2cm3 ο
【主权项】
1.一种高韧性二硫化钼聚氯乙烯橡胶复合材料，其特征在于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Τ??.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,wH^一烯酸0.8-1.1。2.根据权利要求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，其特征在于包括以下步骤: (1)将二硫化钼加入乙醇中，加热至80-83°C，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°C，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°C，15-16MPa，90-92s，即得。
【专利摘要】本发明公开了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、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。本发明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。
【IPC分类】C08K9/10, C08K9/06, C08L27/06, C08K7/24, B29C35/02, C08K3/30, C08K13/06, C08K9/04, C08K5/09, C08L13/00, C08K3/26, C08K5/372, C08K9/02
【公开号】CN105440376
【申请号】CN201510936464
【发明人】陈恒义
【申请人】合肥中澜新材料科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月16日