一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改性橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，對橡膠制品的要求日漸提高，橡膠材料除應(yīng)具有良好的物理機械性能和耐油性能外，還應(yīng)提高其耐磨性。降低橡膠材料的摩擦與磨損，可使用粉末狀固體潤滑材料。固體潤滑材料具有層狀結(jié)構(gòu)，如石墨、二硫化鉬等。二硫化鉬是從輝鋁礦提純得到的一種礦物質(zhì)，外觀呈黑灰色略帶藍色，有滑膩感，穩(wěn)定的二硫化鉬晶形屬于六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)(2H)。二硫化鉬晶體結(jié)構(gòu)中存在一種夾心式板層，由S-Mo-S三個平面組成的單元層。在單元層內(nèi)部，三棱形分布的硫原子包圍著每個鉬原子，鉬原子之間存在著很強的共價鍵。層間距為0.615 n m，以較弱的范德華力聯(lián)接，4萬個單元層存在于25μιη的薄層內(nèi)，而且層與層之間容易劈裂，從而具有優(yōu)異的固體潤滑性能?！禡oS2/PVC/橡膠復合材料的制備及其性能研究》一文將二硫化鉬進行改性，并與PVC—起添加到橡膠基體中，制備了二硫化鉬/PVC/橡膠復合材料，研究了 PVC用量對NBR/PVC/二硫化鉬、CNBR/PVC/二硫化鉬及SBR/PVC/二硫化鉬復合材料的力學性能和耐磨性能的影響。
[0003]得到二硫化鉬/PVC/NBR復合材料和二硫化鉬/PVC/CNBR復合材料的力學性能得到了提高，耐磨性能得到了提高。材料的耐熱性、韌性、回彈性、耐久性、抗拉強度、阻氣性、耐腐蝕性、抗形變性、抗靜電性不夠好，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡月父復合材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料，由下列重量份的原料制成:二硫化鉬10-
10.5、聚氯乙烯3-3.3、羧基丁腈橡膠100-105、硬脂酸1-1.2、氧化鋅5-5.3、促進劑D0.5-
0.7、促進劑DM0.5-0.6、促進劑ΤΤ0.2-0.3、硫磺2-2.3、硝酸亞鈰1.2-1.3、氨水適量、乙醇35-38、甘油6-6.7、碳納米管0.8-0.9、硅烷偶聯(lián)劑kh5700.2-0.3、氧氯化鋯1.3-1.5、二茂鐵甲醛 0.5-0.6、DL-a-丙氨酸 0.5-0.6。
[0006]所述的高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80-83°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570攪拌反應(yīng)23-24小時，冷卻至室溫；
(2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5-9，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-2小時；
(3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80-83°C，攪拌反應(yīng)2-3小時，再加入碳納米管，攪拌反應(yīng)3-4小時，干燥，得到混合物料； (4)在雙輥開煉機上將橡膠進行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3-4小時，然后在平板硫化機上進行硫化，硫化條件為158-161°C，15-16MPa，90-92s，即得。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明使用硝酸亞鈰對二硫化鉬進行改性，在二硫化鉬表面形成納米二氧化鈰，在用碳納米管進行包覆，提高了橡膠的耐熱性，提高了抗拉強度和耐老化性能，利用二硫化鉬易滑動的特性，可以攜帶納米材料均勻分散，解決了納米二氧化鈰、碳納米管在橡膠中分散不均的問題，使得復合材料的力學性能、散熱性和抗靜電性得到了大幅度提高。通過使用氧氯化鋯、二茂鐵甲醛、DL-α-丙氨酸，提高了復合材料的硬度和抗氧化性，延長使用壽命。
【具體實施方式】
[0008]一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:二硫化鉬10、聚氯乙烯3、羧基丁腈橡膠100、硬脂酸1、氧化鋅5、促進劑D0.5、促進劑0.5、促進劑ΤΤ0.2、硫磺2、硝酸亞鈰1.2、氨水適量、乙醇35、甘油6、碳納米管0.8、硅烷偶聯(lián)劑kh5700.2、氧氯化鋯1.3、二茂鐵甲醛0.5、DL-a-丙氨酸0.5。
[0009]所述的高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570攪拌反應(yīng)23小時，冷卻至室溫；
(2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1小時；
(3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80°C，攪拌反應(yīng)2小時，再加入碳納米管，攪拌反應(yīng)3小時，干燥，得到混合物料；
(4)在雙輥開煉機上將橡膠進行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3小時，然后在平板硫化機上進行硫化，硫化條件為158°C，15MPa，90s，即得。
[0010]該實施例復合材料的拉伸性能按GB/T528-2009標準測試結(jié)果為5.3MPa，撕裂強度按68八529-2008結(jié)果為351^/111，拉斷伸長率為465%，拉伸永久變形為26%，100%定伸應(yīng)力為
1.8MPa，300%定伸應(yīng)力為2.3Pa，邵爾A硬度按GB/T531-2008測試結(jié)果為59度，摩擦因數(shù)為1.2，阿克隆磨耗為2.1cm3。
【主權(quán)項】
1.一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料，其特征在于由下列重量份的原料制成:二硫化鉬10-10.5、聚氯乙烯3-3.3、羧基丁腈橡膠100-105、硬脂酸1-1.2、氧化鋅5-5.3、促進劑D0.5-0.7、促進劑DM0.5-0.6、促進劑Τ??.2-0.3、硫磺2_2.3、硝酸亞鈰1.2-1.3、氨水適量、乙醇35-38、甘油6-6.7、碳納米管0.8-0.9、硅烷偶聯(lián)劑kh570 0.2-0.3、氧氯化鋯1.3-1.5、二茂鐵甲醛 0.5-0.6、DL-a-丙氨酸 0.5-0.6。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將二硫化鉬加入乙醇中，加熱至80-83°C，再加入一半的硅烷偶聯(lián)劑kh570攪拌反應(yīng)23-24小時，冷卻至室溫； (2)在第一步的反應(yīng)物中加入甘油，攪拌均勻，再加入硝酸亞鈰攪拌均勻，邊攪拌邊滴入氨水至pH為8.5-9，繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-2小時； (3)在第(2)步反應(yīng)物中加入剩余硅烷偶聯(lián)劑kh570，加熱至80-83°C，攪拌反應(yīng)2-3小時，再加入碳納米管，攪拌反應(yīng)3-4小時，干燥，得到混合物料； (4)在雙輥開煉機上將橡膠進行塑煉，加入第(3)步得到的混合物料以及其他剩余成分，混煉均勻后下輥，室溫停放3-4小時，然后在平板硫化機上進行硫化，硫化條件為158-161°C，15-16MPa，90-92s，即得。
【專利摘要】本發(fā)明一種高耐磨二硫化鉬聚氯乙烯橡膠復合材料使用硝酸亞鈰對二硫化鉬進行改性,在二硫化鉬表面形成納米二氧化鈰,在用碳納米管進行包覆,提高了橡膠的耐熱性，提高了抗拉強度和耐老化性能,利用二硫化鉬易滑動的特性,可以攜帶納米材料均勻分散,解決了納米二氧化鈰、碳納米管在橡膠中分散不均的問題，使得復合材料的力學性能、散熱性和抗靜電性得到了大幅度提高。通過使用氧氯化鋯、二茂鐵甲醛、DL-α-丙氨酸，提高了復合材料的硬度和抗氧化性，延長使用壽命。
【IPC分類】C08K7/24, C08L13/00, C08K9/06, C08K3/22, C08K9/02, C08K13/06, C08K3/30, C08L27/06
【公開號】CN105440377
【申請?zhí)枴緾N201510936466
【發(fā)明人】陳恒義
【申請人】合肥中瀾新材料科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月16日