一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡胶75-80份，三元乙丙橡胶25-30份，氯丁橡胶8-12份，改性石墨烯22-26份，硅藻土11-14份，滑石粉15-18份，云母粉7-10份，炭黑N550?6-9份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.4-1.6份，4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS3-6份，液体古马隆5-6份，硫磺粉0.8-1.2份，促进剂AA2.8-3.1份，促进剂MZ2-2.3份，防老剂D-50?1.2-1.8份，防老剂MBZ1.2-1.6份，环氧大豆油11-15份。本发明具有高弹性和优异的耐磨性能。
【专利说明】一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性丁腈橡胶材料【技术领域】，尤其涉及一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶 材料。
【背景技术】
[0002] 丁腈橡胶的分子链中含有不饱和双键和极性基团，因而具有极好的耐油性能和优 异的物理机械性能，被广泛应用于石油工业、机械工业、交通工具等诸多领域。随着经济社 会的快速发展，工业生产中对丁腈橡胶的弹性和耐磨性能提出了越来越高的要求，研制一 种弹性高、耐磨性能好的丁腈橡胶材料十分迫切。
【发明内容】
[0003] 基本【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材 料，具有高弹性和优异的耐磨性能，能够满足工业生产中对丁腈橡胶弹性和耐磨性能的要 求。
[0004] 本发明提出的一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡 胶75-80份，三元乙丙橡胶26-30份，氯丁橡胶9-12份，改性石墨烯22-26份，硅藻土 11-14份，滑石粉15-18份，云母粉7-10份，炭黑N550 6-9份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂 1.8-2.2份，4,5_环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS 4-7份，液体古马隆3-5份，硫磺粉 1.1-1. 5份，促进剂AA 2. 4-2. 8份，促进剂MZ 1.7-2. 1份，防老剂D-50 1.4-1. 9份，防老剂 MBZ 1.1-1. 5份，环氧大豆油12-16份；
[0005] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有110-120份浓度为96-98wt %浓 硫酸的反应容器置于温度为-1?2°C的水浴装置中，以12-15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸 25-30min，搅拌过程中加入10-13份颗粒度为90-95%的石墨粉和5-9份硝酸钠，其中颗粒 度是粒径为20-25 μ m的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28-32份高锰 酸钾，将水浴装置的温度升至35-38°C后搅拌25-28min，接着加入480-500份去离子水，将 水浴装置的温度升至96-98°C后搅拌17-20min，继续加入16-20份浓度为30-34wt %的H202 溶液和0. 08-0. 12份浓度为37-39wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将反应液A的pH降至 6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 2-2. 5份氧化石墨烯置于850-880份去离子水中， 超声分散1. 2-1. 5h得到1. 3-1. 6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22-26KHZ，超 声分散的功率为980-1100W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000-8200rpm的转速下 离心4-8min得到溶液B ;将180-200份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90-110rpm的搅拌速 度搅拌35-40min，再加入0. 1-0. 13份浓度为76-80被％的水合肼溶液后，置于80-84°C油浴 中反应ll-14h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 2-0. 24 μ m孔径的尼龙 材质抽滤膜进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯，真空压强为65-68MPa。
[0006] 改性石墨烯的制备方法中的石墨粉颗粒度是指粒径为20-25 μ m的石墨粉占石墨 粉总重量的百分比。
[0007] 优选地，丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶的重量比为76-78 :28-29 :10-11。
[0008] 优选地，改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550的重量比为24-25 : 12-13 :16-17 :8-9 :7-8。
[0009] 优选地，其原料按重量份包括：丁腈橡胶76-78份，三元乙丙橡胶28-29份，氯丁 橡胶10-11份，改性石墨烯24-25份，硅藻土 12-13份，滑石粉16-17份，云母粉8-9份， 炭黑N550 7-8份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂2. 1-2. 2份，4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛 酯EPS 5-6份，液体古马隆4-4. 5份，硫磺粉1. 2-1. 4份，促进剂AA 2. 6-2. 7份，促进剂MZ 1.8-2份，防老剂D-50 1.5-1. 7份，防老剂MBZ 1.2-1. 4份，环氧大豆油13-15份；
[0010] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有115-118份浓度为97-97. 5wt% 浓硫酸的反应容器置于温度为〇?l°c的水浴装置中，以13-14rpm的搅拌速度搅拌浓 硫酸26-28min，搅拌过程中加入11-12份颗粒度为92-94 %的石墨粉和6-8份硝酸钠， 其中颗粒度是粒径为20-25 μ m的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入 29-30份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至36-37°C后搅拌26-27min，接着加入485-490 份去离子水，将水浴装置的温度升至96. 5-97°C后搅拌18-19min，继续加入17-18份浓度 为31-33wt %的H202溶液和0· 1-0. 11份浓度为37. 5-38wt %的HC1溶液，得到反应液A ; 将反应液A的pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 3-2. 4份氧化石墨烯置于 860-870份去离子水中，超声分散1. 3-1. 4h得到1. 4-1. 5mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分 散的频率为23-24KHZ，超声分散的功率为990-1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在 8100-8150rpm的转速下离心5-7min得到溶液B ;将185-190份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以100-105rpm的搅拌速度搅拌36-38min，再加入0. 11-0. 12份浓度为77-78wt %的水合肼 溶液后，置于81-82°C油浴中反应12-13h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过 0. 22-0. 23 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24-25min得到改性石墨烯，真空压强 为 66-67MPa。
[0011] 本发明还提出一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 77-80°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以225-230rpm的搅拌速度密练 27-32min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5-8次，继续投入改性石墨烯、硅藻土、 滑石粉、云母粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以118-126rpm的搅拌速度密练 20-23min得到混合物料D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、环氧大 豆油加入含混合物料D的密炼机中以104-108rpm的搅拌速度混炼20-22min，再加入防老剂 D-50、防老剂MBZ以80-85rpm的搅拌速度混炼15-20min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进 剂MZ以90-96rpm的搅拌速度密炼12-18min，将温度升至150-155°C再混炼10_12min后， 降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
[0012] 优选地，预热密炼机到78-79°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中 以226-228rpm的搅拌速度密练28-30min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包6-7次， 继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以 120-124rpm的搅拌速度密练21-22min得到混合物料D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异 辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料D的密炼机中以106-107rpm的搅拌速度 混炼20. 5-21min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以82-83rpm的搅拌速度混炼17-18min， 继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以93-95rpm的搅拌速度密炼14-16min，将温度升至 152-153°C再混炼10. 5-llmin后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
[0013] 本发明采用丁腈橡胶、三元乙丙橡胶和氯丁橡胶作为橡塑主料，使本发明具有优 异的弹性、耐磨性能和抗冲击性能；而改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550作 为补强填充剂使用，扩大了本发明容积、降低了成本，增强了本发明的耐磨性能和抗撕裂性 能，其中改性石墨烯是氧化石墨烯经由脱氧胆酸钠改性生成的，具有极好的稳定性和机械 强度，而脱氧胆酸钠的改性，能够增加改性石墨烯与橡胶分子的物理交联点，也使改性石墨 烯稳定、均匀地分散在橡胶分子之间，因而在受到外界冲击作用力时，橡胶分子能有效地将 载荷转移到高机械强度的改性石墨烯上，从而大大提高了本发明的耐磨性能；单烷氧基型 钛酸酯偶联剂的使用，增强了各原料的相容性，使上述添加的补强填充剂均匀分布在橡胶 分子构成的"网状结构"中，大大提高了本发明的耐磨性能、抗冲击性能和弹性；以硫磺粉、 促进剂AA、促进剂MZ构成的硫化体系，具有具有硫化速度快，压缩变形率低等特点，促进形 成"网状结构"的同时形成了一种"整体网络效应"，从而增强本发明的弹性、耐磨性和强度； 防老剂D-50和防老剂MBZ的添加，提高了本发明抗氧化能力和耐老化能力；4, 5-环氧四氢 邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆作为主副增塑剂，提高了本发明的可塑能力，便于制 作各类较为精密橡胶制品；而环氧大豆油作为辅助增塑剂，能够提高本发明柔韧度和可塑 性，同时作为润滑剂，使改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550均匀分散在橡胶主 料中，还作为稳定剂，与防老剂D-50和防老剂MBZ配合，提高本发明的耐老化和抗氧化性 能。
【具体实施方式】
[0014] 下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0015] 实施例1
[0016] 本发明提出的一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡 胶80份，三元乙丙橡胶26份，氯丁橡胶12份，改性石墨烯22份，硅藻土 14份，滑石粉 15份，云母粉10份，炭黑N550 6份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂2. 2份，4, 5-环氧四氢邻苯 二甲酸二异辛酯EPS 4份，液体古马隆5份，硫磺粉1. 1份，促进剂AA 2. 8份，促进剂MZ 1. 7份，防老剂D-50 1. 9份，防老剂MBZ 1. 1份，环氧大豆油16份；
[0017] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有120份浓度为96wt%浓硫酸的反 应容器置于温度为2°C的水浴装置中，以12rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸30min，搅拌过程中 加入10份颗粒度为90%的石墨粉和5份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25 μ m的石墨粉 占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入32份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至35°C 后搅拌28min，接着加入480份去离子水，将水浴装置的温度升至98°C后搅拌17min，继续加 入20份浓度为30wt %的H202溶液和0. 12份浓度为37wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将 反应液A的pH降至7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 5份氧化石墨烯置于850份去离子 水中，超声分散1. 5h得到1. 3mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为26KHz，超声分散 的功率为980W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8200rpm的转速下离心4min得到溶液 B ;将200份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90rpm的搅拌速度搅拌40min，再加入0. 1份浓度 为80wt%的水合肼溶液后，置于80°C油浴中反应14h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤 装置中，通过0. 2 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤27min得到改性石墨烯，真空压 强为65MPa。
[0018] 本发明还提出一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 80°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以225rpm的搅拌速度密练32min 得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5次，继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母 粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以126rpm的搅拌速度密练20min得到混合物料 D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料D 的密炼机中以108rpm的搅拌速度混炼20min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以85rpm的搅 拌速度混炼15min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以96rpm的搅拌速度密炼12min， 将温度升至155°C再混炼lOmin后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
[0019] 实施例2
[0020] 本发明提出的一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份 包括：丁腈橡胶75份，三元乙丙橡胶30份，氯丁橡胶9份，改性石墨烯26份，硅藻土 11 份，滑石粉18份，云母粉7份，炭黑N550 9份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂1.8份，4, 5-环 氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS 7份，液体古马隆3份，硫磺粉1.5份，促进剂AA 2. 4份， 促进剂MZ 2. 1份，防老剂D-50 1. 4份，防老剂MBZ 1. 5份，环氧大豆油12份；
[0021] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有110份浓度为98wt%浓硫酸的反 应容器置于温度为-1 °C的水浴装置中，以15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸25min，搅拌过程中 加入13份颗粒度为95%的石墨粉和9份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25 μ m的石墨粉 占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至38°C 后搅拌25min，接着加入500份去离子水，将水浴装置的温度升至96°C后搅拌20min，继续加 入16份浓度为34wt %的H202溶液和0. 08份浓度为39wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将 反应液A的pH降至6. 9后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 2份氧化石墨烯置于880份去离子 水中，超声分散1. 2h得到1. 6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22KHz，超声分 散的功率为1100W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000rpm的转速下离心8min得到 溶液B ;将180份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以1 lOrpm的搅拌速度搅拌35min，再加入0. 13 份浓度为76wt%的水合肼溶液后，置于84°C油浴中反应llh,得到溶液C ;将溶液C置于真 空抽滤装置中，通过〇. 24 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤23min得到改性石墨烯， 真空压强为68MPa。
[0022] 本发明还提出一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 77°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以230rpm的搅拌速度密练27min 得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包8次，继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母 粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以118rpm的搅拌速度密练23min得到混合物料 D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料D 的密炼机中以104rpm的搅拌速度混炼22min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以80rpm的搅 拌速度混炼20min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以90rpm的搅拌速度密炼18min， 将温度升至150°C再混炼12min后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
[0023] 实施例3
[0024] 本发明提出的一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡 胶78份，三元乙丙橡胶28份，氯丁橡胶11份，改性石墨烯24份，硅藻土 13份，滑石粉 16份，云母粉9份，炭黑N550 7份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂2. 2份，4, 5-环氧四氢邻苯 二甲酸二异辛酯EPS 5份，液体古马隆4. 5份，硫磺粉1. 2份，促进剂AA 2. 7份，促进剂MZ 1. 8份，防老剂D-50 1. 7份，防老剂MBZ 1. 2份，环氧大豆油15份；
[0025] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有118份浓度为97wt%浓硫酸的反 应容器置于温度为1°C的水浴装置中，以13rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸28min，搅拌过程中 加入11份颗粒度为92%的石墨粉和6份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25 μ m的石墨粉 占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入30份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至36°C 后搅拌27min，接着加入485份去离子水，将水浴装置的温度升至97°C后搅拌18min，继续加 入18份浓度为31wt %的H202溶液和0. 11份浓度为37. 5wt %的HC1溶液，得到反应液A ; 将反应液A的pH降至7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 4份氧化石墨烯置于860份去离 子水中，超声分散1. 4h得到1. 4mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为24KHz，超声 分散的功率为990W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8150rpm的转速下离心5min得到 溶液B ;将190份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以lOOrpm的搅拌速度搅拌38min，再加入0. 11 份浓度为78wt%的水合肼溶液后，置于81°C油浴中反应13h,得到溶液C ;将溶液C置于真 空抽滤装置中，通过〇. 22 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤25min得到改性石墨烯， 真空压强为66MPa。
[0026] 本发明还提出一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 79°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以226rpm的搅拌速度密练30min 得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包6次，继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母 粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以124rpm的搅拌速度密练21min得到混合物 料D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料 D的密炼机中以107rpm的搅拌速度混炼20. 5min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以83rpm 的搅拌速度混炼17min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以95rpm的搅拌速度密炼 14min，将温度升至153°C再混炼10. 5min后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材 料。
[0027] 实施例4
[0028] 本发明提出的一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其原料按重量份包括：丁腈橡 胶76份，三元乙丙橡胶29份，氯丁橡胶10份，改性石墨烯25份，硅藻土 12份，滑石粉 17份，云母粉8份，炭黑N550 8份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂2.1份，4, 5-环氧四氢邻苯 二甲酸二异辛酯EPS 6份，液体古马隆4份，硫磺粉1. 4份，促进剂AA 2. 6份，促进剂MZ 2 份，防老剂D-50 1.5份，防老剂MBZ 1.4份，环氧大豆油13份；
[0029] 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有115份浓度为97. 5wt%浓硫酸 的反应容器置于温度为〇°C的水浴装置中，以14rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸26min，搅拌过 程中加入12份颗粒度为94%的石墨粉和8份硝酸钠，其中颗粒度是粒径为20-25 μ m的石 墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入29份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至 37°C后搅拌26min，接着加入490份去离子水，将水浴装置的温度升至96. 5°C后搅拌19min， 继续加入17份浓度为33wt%的H202溶液和0. 1份浓度为38wt%的HC1溶液，得到反应液 A ;将反应液A的pH降至6. 9后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 3份氧化石墨烯置于870份去 离子水中，超声分散1. 3h得到1. 5mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为23KHz，超 声分散的功率为1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8100rpm的转速下离心7min 得到溶液B ;将185份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以105rpm的搅拌速度搅拌36min，再加入 〇. 12份浓度为77wt%的水合肼溶液后，置于82°C油浴中反应12h，得到溶液C ;将溶液C置 于真空抽滤装置中，通过0. 23 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24min得到改性石 墨烯，真空压强为67MPa。
[0030] 本发明还提出一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，预热密炼机到 78°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以228rpm的搅拌速度密练28min 得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包7次，继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母 粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以120rpm的搅拌速度密练22min得到混合物料 D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料D 的密炼机中以106rpm的搅拌速度混炼21min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以82rpm的搅 拌速度混炼18min，继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以93rpm的搅拌速度密炼16min， 将温度升至152°C再混炼llmin后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
[0031] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括：丁腈橡 胶75-80份，三元乙丙橡胶26-30份，氯丁橡胶9-12份，改性石墨烯22-26份，硅藻土 11-14份，滑石粉15-18份，云母粉7-10份，炭黑N550 6-9份，单烷氧基型钛酸酯偶联剂 1.8-2.2份，4,5_环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS 4-7份，液体古马隆3-5份，硫磺粉 1.1-1. 5份，促进剂AA 2. 4-2. 8份，促进剂MZ 1.7-2. 1份，防老剂D-50 1.4-1. 9份，防老剂 MBZ 1.1-1. 5份，环氧大豆油12-16份； 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有110-120份浓度为96-98wt%浓硫 酸的反应容器置于温度为-1?2°C的水浴装置中，以12-15rpm的搅拌速度搅拌浓硫酸 25-30min，搅拌过程中加入10-13份颗粒度为90-95%的石墨粉和5-9份硝酸钠，其中颗粒 度是粒径为20-25 μ m的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入28-32份高锰 酸钾，将水浴装置的温度升至35-38°C后搅拌25-28min，接着加入480-500份去离子水，将 水浴装置的温度升至96-98°C后搅拌17-20min，继续加入16-20份浓度为30-34wt%的H 202 溶液和0. 08-0. 12份浓度为37-39wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将反应液A的pH降至 6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 2-2. 5份氧化石墨烯置于850-880份去离子水中， 超声分散1. 2-1. 5h得到1. 3-1. 6mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分散的频率为22-26KHZ，超 声分散的功率为980-1100W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在8000-8200rpm的转速下 离心4-8min得到溶液B ;将180-200份脱氧胆酸钠加入溶液B中，以90-110rpm的搅拌速 度搅拌35-40min，再加入0. 1-0. 13份浓度为76-80被％的水合肼溶液后，置于80-84°C油浴 中反应ll-14h，得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过0. 2-0. 24 μ m孔径的尼龙 材质抽滤膜进行真空抽滤23-27min得到改性石墨烯，真空压强为65-68MPa。
2. 根据权利要求1所述高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其特征在于，丁腈橡胶、三元乙 丙橡胶、氯丁橡胶的重量比为76-78 :28-29
3. 根据权利要求2所述高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其特征在于，改性石墨烯、硅藻 土、滑石粉、云母粉、炭黑N550的重量比为24-25 :12-13 :16-17 :8-9 :7-8。
4. 根据权利要求3所述高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份 包括：丁腈橡胶76-78份，三元乙丙橡胶28-29份，氯丁橡胶10-11份，改性石墨烯24-25 份，硅藻土 12-13份，滑石粉16-17份，云母粉8-9份，炭黑N550 7-8份，单烷氧基型钛酸 酯偶联剂2. 1-2. 2份，4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS 5-6份，液体古马隆4-4. 5 份，硫磺粉1.2-1. 4份，促进剂AA 2. 6-2. 7份，促进剂MZ 1.8-2份，防老剂D-50 1.5-1. 7 份，防老剂MBZ 1.2-1. 4份，环氧大豆油13-15份； 其中改性石墨烯的制备方法为：按重量份将盛有115-118份浓度为97-97. 5wt%浓 硫酸的反应容器置于温度为〇?1°C的水浴装置中，以13-14rpm的搅拌速度搅拌浓硫 酸26-28min，搅拌过程中加入11-12份颗粒度为92-94%的石墨粉和6-8份硝酸钠，其中 颗粒度是粒径为20-25 μ m的石墨粉占石墨粉总重量的百分比；向反应容器中加入29-30 份高锰酸钾，将水浴装置的温度升至36-37 °C后搅拌26-27min，接着加入485-490份去 离子水，将水浴装置的温度升至96. 5-97°C后搅拌18-19min，继续加入17-18份浓度为 31-33wt %的H202溶液和0· 1-0. 11份浓度为37. 5-38wt %的HC1溶液，得到反应液A ;将 反应液A的pH降至6. 9-7. 0后，干燥得到氧化石墨烯；将2. 3-2. 4份氧化石墨烯置于 860-870份去离子水中，超声分散1. 3-1. 4h得到1. 4-1. 5mg/ml的氧化石墨烯溶液，超声分 散的频率为23-24KHZ，超声分散的功率为990-1000W ;将氧化石墨烯溶液置于离心机中，在 8100-8150rpm的转速下离心5-7min得到溶液B ;将185-190份脱氧胆酸钠加入溶液B中， 以100-105rpm的搅拌速度搅拌36-38min，再加入0. 11-0. 12份浓度为77-78wt %的水合肼 溶液后，置于81-82°C油浴中反应12-13h,得到溶液C ;将溶液C置于真空抽滤装置中，通过 0. 22-0. 23 μ m孔径的尼龙材质抽滤膜进行真空抽滤24-25min得到改性石墨烯，真空压强 为 66-67MPa。
5. -种根据权利要求1-4任一项所述高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法， 其特征在于，预热密炼机到77-80°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以 225-230rpm的搅拌速度密练27-32min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包5-8次， 继续投入改性石墨烯、硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以 118-126rpm的搅拌速度密练20-23min得到混合物料D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异 辛酯EPS、液体古马隆、环氧大豆油加入含混合物料D的密炼机中以104-108rpm的搅拌速 度混炼20-22min，再加入防老剂D-50、防老剂MBZ以80-85rpm的搅拌速度混炼15-20min， 继续加入硫磺粉、促进剂AA、促进剂MZ以90-96rpm的搅拌速度密炼12-18min，将温度升至 150-155°C再混炼10_12min后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
6. 根据权利要求5所述高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料的制备方法，其特征在于，预热 密炼机到78-79°C，将丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶在密炼机中以226-228rpm的搅拌 速度密练28-30min得到橡胶主料，其中塑炼过程中打三角包6-7次，继续投入改性石墨烯、 硅藻土、滑石粉、云母粉、炭黑N550和单烷氧基型钛酸酯偶联剂，以120-124rpm的搅拌速度 密练21-22min得到混合物料D ;将4, 5-环氧四氢邻苯二甲酸二异辛酯EPS、液体古马隆、 环氧大豆油加入含混合物料D的密炼机中以106-107rpm的搅拌速度混炼20. 5-21min，再 加入防老剂D-50、防老剂MBZ以82-83rpm的搅拌速度混炼17-18min，继续加入硫磺粉、促 进剂AA、促进剂MZ以93-95rpm的搅拌速度密炼14-16min，将温度升至152-153°C再混炼 10. 5-llmin后，降温出料，得到高弹性耐磨改性丁腈橡胶材料。
【文档编号】C08K9/04GK104194095SQ201410487359
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】黄海琴, 吴建杰, 徐国锋, 郑有松, 周家云, 朱家俊 申请人:安徽电气集团股份有限公司