[发明专利]一种丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅橡胶胶粉的接枝改性，特别是涉及一种丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物及其制备方法，该丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物可用作在高低温变化范围较大的环境下使用的各种机械密封材料以及阻尼减震材料。

背景技术

硅橡胶是一种耐高低温、耐候、绝缘、无毒环保和生理惰性的合成橡胶，在电子电气、航空航天、汽车机械、医疗卫生等领域应用广泛。硅橡胶制品的生产过程中会产生大量的硅橡胶硫化胶边角料以及废次品，而且我国每年也产生大量的废旧硅橡胶制品如各种硅橡胶垫圈、垫片、胶管、按键、硅橡胶厨具、婴幼儿用品、医疗卫生用品等等，这些废弃物处理不当将造成环境污染。通过将这些硅橡胶废品回收利用，可以节约硅橡胶资源和减轻环境污染。在回收利用废旧硅橡胶制品时，曾采用酸碱催化裂解法回收二甲基环硅氧烷混合物DMC，但此方法存在设备腐蚀、废液污染等缺点。而采用热裂解法[吴世维.硅橡胶边角废料裂解生产有机硅环体的方法[P].中国发明专利：CN1201796A（1998‐12‐16）制备DMC时，需要在高温和氮气保护下进行，裂解过程能耗大，反应条件苛刻，制备过程经济性不高。目前，国内已有硅胶粉在高分子材料中应用的相关报道，例如吴绍吟等[吴绍吟,张小琼.再生硅橡胶粉的制备与应用.橡胶工业,1996,43(10):608‐611.]采用全天候老化降解、有效的破碎分级和表面经硬脂酸活化处理的方法，将废硅橡胶加工成粒度为40目的活性再生胶粉，这些胶粉可作为硅橡胶填料，具有良好的加工性能和补强填充效果。翁国文等[翁国文,张岩梅,高海龙.硫化硅橡胶回收再利用的研究.橡胶工业,1997,44(10):593‐596.]分别采用二苯胍/FeCl₂/FeCl₃混合物、六次甲基四胺/FeCl₂/FeCl₃混合物作为硅胶粉的化学改性剂，在普通硅橡胶中掺用不同方法制备的改性硅胶粉，可降低混炼胶的成本，具有一定的经济效益。张卫英等[张卫英,李晓,李键钊,等.活化改性废硅橡胶与EPDM共混的研究.橡胶工业,2003,50(3):143‐146.]采用六亚甲基四胺与氯化铁/氯化亚铁混合物作为废硅橡胶的活化改性剂，发现EPDM/活化改性硅胶粉的共混比为90/10时共混物的综合性能较好。通过在EPDM橡胶中混入改性硅胶粉，可以提高EPDM的耐热性能，降低EPDM橡胶的成本。但是，采用六亚甲基四胺与氯化铁/氯化亚铁等改性剂只能在硅胶粉表面吸附部分活性基团，这种改性方法以往主要是用于轮胎废胶粉的改性，研究表明，这种改性方法对轮胎胶粉改性效果好，但是对硅胶粉的改性效果不太明显，因为这种方法难以使硅胶粉本身的分子结构和化学性质发生改变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低、能有效改善丁腈橡胶的耐低温性能和断裂伸长率的丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物及其制备方法。

本发明是通过自由基聚合反应，在硅胶粉表面接枝部分活性基团如羰基、腈基等，制备了一种具有极性的硅胶粉，这种硅胶粉的对极性橡胶的低温改性效果明显，而且这种改性硅胶粉化学性质较稳定，其低温改性作用不随硅胶粉的存放时间延长而衰减，将这种改性硅胶粉添加至丁腈橡胶中，其与丁腈橡胶具有良好的相容性，对丁腈橡胶的力学性能影响较小，能够明显改善丁腈橡胶的耐低温性能，增大丁腈橡胶的断裂伸长率。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物的制备方法：在开炼机或密炼机中，加入丁腈橡胶，塑炼3～5分钟，然后加入氧化锌、硬脂酸、沉淀白炭黑、改性硅胶粉、硫黄、促进剂和过氧化物，在40～50℃下进行混炼，制得丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物；促进剂为二硫化四苄基秋兰姆和N‐叔丁基‐2‐苯并噻唑次磺酰胺；

将丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物在平板硫化机中模压成型，温度为150～200℃条件下硫化，制得丁腈橡胶/改性硅胶粉共混硫化胶；

以重量份数计，所述丁腈橡胶/改性硅胶粉共混物的原料配方为：丁腈橡胶100份、改性硅胶粉15～30份、沉淀白炭黑20～50份、氧化锌3～5份、硬脂酸1～2份、硫黄为1～3份、二硫化四苄基秋兰姆0.5～3份、N‐叔丁基‐2‐苯并噻唑次磺酰胺1～3份和过氧化物1～3份；所述过氧化物为过氧化二异丙苯或2,5‐二甲基‐2,5‐(二叔丁基)过氧己烷；

所述改性硅胶粉的改性方法为如下两种方法中的一种；