一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及丁腈橡胶的改性技术领域，尤其涉及一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 丁腈橡胶（NBR)具有良好的抗撕裂性能、较低的压缩变形性、优良的耐磨性能和 耐油性能，其最大的用途是生产耐油胶管、阻燃输送带以及耐油橡胶密封垫材料，已广泛应 用于汽车、航空航天、油田化工等领域。目前，对丁腈橡胶进行共混改性以寻找新的补强体 系以及硫化体系已经成为优化丁腈橡胶性能的重要途径。
[0003]目前，利用动态硫化技术等技术，已经制备出丁腈胶/聚氯乙烯、丁腈胶/聚丙烯、 丁腈胶/乙丙胶、丁腈胶/聚苯乙烯、丁腈胶/氯磺化聚乙烯、丁腈胶/聚酰胺、丁腈胶/ 丁 基胶等共混产品，其中丁腈胶/聚氯乙烯共混胶用途最广泛。与单一的丁腈橡胶相比，共混 橡胶的拉伸强度和抗撕性均有提高，耐磨性、耐油性及耐臭氧龟裂性有显著改善，同时提高 了阻燃性能，因而被广泛应用于电线电缆行业。
[0004]随着通讯业快速发展，市场对电线电缆的需求日益增加，丁腈胶/聚氯乙烯的消 耗量在逐年上升，而且对电线电缆的综合性能的要求日益苛刻，要求更宽的工作温度范围 和更高的使用寿命。因此，丁腈橡胶作为电线电缆材料必须具有更高的综合力学性能及耐 热抗老化、耐低温、耐油性和低压缩永久变形。申请号为201110006865. 5的中国专利文献 报道了一种电线电缆用阻燃热固性丁腈聚氯乙烯橡胶，该橡胶的强度、伸率和阻燃性能都 比普通橡胶好，但是其硬度和弹性等性能有待于进一步改善。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料及其制备方 法，其具有良好的硬度、弹性、耐热性和耐磨性。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料，由以下原料制备：超 高腈丁腈橡胶70-80重量份，中高腈丁腈橡胶20-30重量份，聚氯乙烯35-50重量份，多孔 陶瓷5-10重量份，纳米氮化硼10-15重量份，纳米氮化硅10-15重量份，喷雾炭黑20-30 重量份，氧化锌4_8重量份，硬脂酸2_4重量份，硬脂酸锌1_2重量份，增塑剂DOP 5_10重 量份，三聚硫氰酸0. 7-1. 2重量份，超细全硫化粉末聚氯乙烯10-15重量份，促进剂TMTD 0. 5-2重量份，促进剂DM 1-2. 5重量份，防老剂RD 2-5重量份，防老剂MB 2-5重量份。
[0007] 优选的，所述超细全硫化粉末聚氯乙烯按照如下方法制备：
[0008] 在聚氯乙烯乳液中，按干胶重量的3?8%加入辐照交联助剂TMPTA，然后进行辐 照交联，喷雾干燥后得到超细硫化粉末聚氯乙烯。
[0009] 相应的，本发明还提供一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下 步骤：步骤a)将70-80重量份超尚腈丁腈橡胶、20-30重量份中尚腈丁腈橡胶和35-50重 量份聚氯乙烯投入密炼机中，加热至80?90°C，塑炼10?30分钟；步骤b)升温至110? 130°C，加入5-10重量份多孔陶瓷、10-15重量份纳米氮化硼、10-15重量份纳米氮化硅、 20-30重量份喷雾炭黑、4-8重量份氧化锌、2-4重量份硬脂酸、1-2重量份硬脂酸锌、5-10重 量份增塑剂DOP、2-5重量份防老剂RD和2-5重量份防老剂MB，混炼10?30分钟，排料后 冷却，得到混炼胶；步骤c)将所述混炼胶投入开炼机中，加入0. 7-1. 2重量份三聚硫氰酸、 10-15重量份超细全硫化粉末聚氯乙烯、0. 5-2重量份促进剂TMTD和1-2. 5重量份促进剂 DM，薄通后得到丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料。
[0010] 优选的，所述超细全硫化粉末聚氯乙烯按照如下方法制备：
[0011] 在聚氯乙烯乳液中，按干胶重量的3?8%加入辐照交联助剂TMPTA，然后进行辐 照交联，喷雾干燥后得到超细硫化粉末聚氯乙烯。
[0012] 优选的，所述氧化锌为8重量份。
[0013] 优选的，所述硬脂酸为4重量份。
[0014] 优选的，塑炼时间为15?20分钟。
[0015] 优选的，混炼时间为15?20分钟。
[0016] 优选的，冷却时间为20?30小时。
[0017] 优选的，薄通次数为6?8次。
[0018] 本发明提供了一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料及其制备方法，由以下原料制 备：超高腈丁腈橡胶，中高腈丁腈橡胶份，聚氯乙烯，多孔陶瓷，纳米氮化硼，纳米氮化硅份， 喷雾炭黑，氧化锌，硬脂酸，硬脂酸锌，增塑剂DOP，三聚硫氰酸，超细全硫化粉末聚氯乙烯， 促进剂TMTD，促进剂DM，防老剂RD，防老剂MB。与现有技术相比，本发明以多孔陶瓷取代部 分炭黑作为补强剂，同时使用纳米氮化硅和纳米氮化硼，混炼后再经硫化作用，从而在橡胶 制品表面形成润滑膜而产生自润滑效果，提高了材料的耐磨性；超细全硫化粉末聚氯乙烯 作为硫化剂，提高了材料的稳定性、耐热性和硬度。因此，本发明制备的丁腈橡胶/聚氯乙 烯复合材料具有良好的硬度、弹性、耐热性和耐磨性。
【具体实施方式】
[0019] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0020] 本发明实施例公开了一种丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步 骤：步骤a)将70-80重量份超高腈丁腈橡胶、20-30重量份中高腈丁腈橡胶和35-50重量份 聚氯乙烯投入密炼机中，加热至80?90°C，塑炼10?30分钟；步骤b)升温至110?130°C， 加入5-10重量份多孔陶瓷、10-15重量份纳米氮化硼、10-15重量份纳米氮化硅、20-30重量 份喷雾炭黑、4-8重量份氧化锌、2-4重量份硬脂酸、1-2重量份硬脂酸锌、5-10重量份增塑 剂DOP、2-5重量份防老剂RD和2-5重量份防老剂MB，混炼10?30分钟，排料后冷却，得到 混炼胶；步骤c)将所述混炼胶投入开炼机中，加入0. 7-1. 2重量份三聚硫氰酸、10-15重量 份超细全硫化粉末聚氯乙烯、〇. 5-2重量份促进剂TMTD和1-2. 5重量份促进剂DM，薄通后 得到丁腈橡胶/聚氯乙烯复合材料。
[0021] 其中，丁腈橡胶按结合丙烯腈量分类进行等级划分，具体如下：超高腈丁腈橡胶： 结合丙烯腈量为42%;中高腈丁腈橡胶：结合丙烯腈量为31-35%。聚氯乙烯（PVC)具有一 定的极性，而丁腈橡胶（NBR)中含有大量的极性键，故NBR和PVC共混时的相容性较好。本 发明采用超高腈丁腈橡胶和中高腈丁腈橡胶（NBR)为主要原料，添加聚氯乙烯（PVC)对丁 腈橡胶进行共混改性，通过NBR和PVC的共交联反应提高材料的硬度和弹性。
[0022] 本发明添加的硫化剂三聚硫氰酸（TCY)与丁腈橡胶和聚氯乙烯均能发生反应，可 提高丁腈橡胶和聚氯乙烯共混物的热老化性能和耐油性能；超细全硫化粉末聚氯乙烯作为 硫化剂，能同时提高NBR的稳定性、耐热性和硬度。本发明制备的丁腈橡胶/聚氯乙烯复合 材料以三聚硫氰酸和超细全硫化粉末聚氯乙烯作为硫化剂，得到的材料强度高、弹性模量 高、耐候性、耐臭氧老化性、耐油、耐磨、耐撕裂性和耐火焰性提高，成本也有所降低。
[0023] 本发明添加的多孔陶瓷是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等为主原料，经过成型和特殊 高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料，具有质