一种耐水抽提氯丁橡胶材料及制备方法与流程

本发明涉及高分子材料领域，具体公开一种耐水抽提氯丁橡胶材料及制备方法。

背景技术：

1、氯丁橡胶具有优良的耐老化性、稳定性和粘结性被广泛应用于各个领域。在水下环境的应用，尤其是深海领域的长期使用中发现氯丁橡胶制品在水环境中，尤其是海水的长期浸泡下，橡胶内部的小分子防老剂极易被海水抽提，迁移至橡胶表面，导致氯丁橡胶提前老化，极大地缩短了氯丁橡胶及其制品的使用寿命。氯丁橡胶制品一般使用周期为10年，经实际研究发现在海洋或水体环境中使用的氯丁橡胶制品，使用3年以上表面就会出现裂纹，硬度升高等现象，经分析测试，在水环境中使用3年以上的氯丁橡胶制品中已经不存在防老剂。

2、因此，突破氯丁橡胶及其制品的耐水抽提技术，在水下应用领域具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明采用的技术方案如下：

2、第一方面，本发明提供一种耐水抽提氯丁橡胶材料，包括如下质量份的组分：

3、硫醇调节型氯丁橡胶100份，活化剂0.5～2份，吸酸剂4～5份，改性石墨烯rgo-4020 3～5份，增塑剂3～5份，补强剂30～45份，助硫化剂0.5～1份，硫化剂2～5份；

4、所述改性石墨烯rgo-4020的接枝率为12～15％，所述改性石墨烯rgo-4020的制备包括如下步骤：

5、取氧化石墨烯go分散于去离子水中，密封超声后，配置成a悬浮液；称取抗氧剂4020分散于无水乙醇中，密封超声后，配成与a悬浮液质量浓度相同的b悬浮液；将a悬浮液与b悬浮液以体积1:1混合，在90～95℃下搅拌均匀后，得到ab混合液；在所述ab混合液中加入水合肼和氨水，使得ab混合液中水合肼的质量浓度为抗氧剂4020质量浓度的1～5％，氨水质量浓度为抗氧剂4020质量浓度的2～8％，并继续反应至充分；待反应结束后，离心、洗涤、干燥，得到改性石墨烯rgo-4020。

6、优选的，所述a悬浮液与b悬浮液的质量浓度为1g/l。

7、优选地，所述a悬浮液的密封超声时长为1h；所述b悬浮液的密封超声时长为5min；悬浮液a与悬浮液b混合后在95℃下搅拌3h，加入氨水和水合肼继续反应5h。

8、优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，环氧大豆油，邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或两种以上混合物。

9、优选的，所述补强剂为高耐磨炭黑n330，半补强炭黑n724，快压出炉黑n550，通用炭黑n660中的任意一种或两种以上混合物。

10、优选的，所述硫化剂为氧化锌，氧化铅，二氧化铅中的任意一种或两种以上混合物。

11、优选地，所述活化剂为硬脂酸、氧化锌中的一种或两种以上混合物。

12、优选地，所述吸酸剂为轻质氧化镁。

13、优选地，所述助硫化剂为2-硫醇基咪唑啉。

14、第二方面，本发明提供一种第一方面所述耐水抽提氯丁橡胶材料的制备方法，具体包括如下步骤：

15、在60℃、20rpm转速下，将硫醇调节型氯丁橡胶、活化剂、吸酸剂、改性石墨烯、增塑剂和补强剂按第一方面所述比例加入到密炼机中，密炼30min后，将密炼后物料放至开炼机上，加入硫化剂和助硫化剂，薄通和三角包各打5次，混炼均匀后，下片；停放10h后测试得到120℃下胶料的正硫化时间t90；使用平板硫化机硫化得到耐水抽提氯丁橡胶材料，所述硫化条件为120℃×(t90+5)min，压强8mpa。

16、本发明取得的有益效果：

17、本发明采用改性石墨烯接枝防老剂4020的方式，利用石墨烯的片状结构与橡胶形成交联点，在保证防老剂4020防老性能的基础上，降低其被水抽提的几率，使氯丁橡胶材料和制品的防老剂能够耐水抽提，满足其在水下环境中长期使用的需求本发明提供的耐水抽提氯丁橡胶材料，性能指标达到拉伸强度≥15mpa，扯断伸长率≥400％，邵氏硬度(邵a)＝65±5ha，硬度变化(邵a)＝±8ha(60℃，浸海水30天)。

技术特征：

1.一种耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，包括如下质量份的组分：

2.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述a悬浮液与b悬浮液的质量浓度为1g/l。

3.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述a悬浮液的密封超声时长为1h；所述b悬浮液的密封超声时长为5min；悬浮液a与悬浮液b混合后在95℃下搅拌3h，加入氨水和水合肼继续反应5h。

4.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，环氧大豆油，邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或两种以上混合物。

5.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述补强剂为高耐磨炭黑n330，半补强炭黑n724，快压出炉黑n550，通用炭黑n660中的任意一种或两种以上混合物。

6.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为氧化锌，氧化铅，二氧化铅中的任意一种或两种以上混合物。

7.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述活化剂为硬脂酸、氧化锌中的一种或两种以上混合物。

8.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述吸酸剂为轻质氧化镁。

9.根据权利要求1所述的耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，所述助硫化剂为2-硫醇基咪唑啉。

10.一种权利要求1～9中任意一项所述耐水抽提氯丁橡胶材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开一种耐水抽提氯丁橡胶材料及制备方法。所述耐水抽提氯丁橡胶材料，其特征在于，包括如下质量份的组分：硫醇调节型氯丁橡胶100份，活化剂0.5～2份，吸酸剂4～5份，改性石墨烯rGO‑4020 3～5份，增塑剂3～5份，补强剂30～45份，助硫化剂0.5～1份，硫化剂2～5份；所述改性石墨烯rGO‑4020的接枝率为12～15％。本发明提供的耐水抽提氯丁橡胶材料，性能指标达到拉伸强度≥15MPa，扯断伸长率≥400％，邵氏硬度(邵A)＝65±5HA，硬度变化(邵A)＝±8HA(60℃，浸海水30天)。

技术研发人员：姚秀超,郝春波,刘全中,李永华,郭国军,李春晖,宁兴洋,王岩
受保护的技术使用者：北方华锦化学工业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15