[发明专利]一种高强度自愈合橡胶材料以及制备方法

权利要求书

1.一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：卤化丁基橡胶100份、吡啶衍生物接枝改性氮化硼纳米片3～15份、纳米氧化锌1～5份、白炭黑8～26份、促进剂0.2～1份、防老剂5～9份。

2.根据权利要求1所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述吡啶衍生物接枝改性氮化硼纳米片为侧链含有吡啶结构的聚乙烯聚合物表面接枝改性氮化硼纳米片，其制备具体步骤为：将氮化硼纳米片和吡啶类乙烯基单体溶解于溶剂中，然后在保护性气体氛围中加入引发剂，升温至50～95℃，保温反应8～24h，反应结束后，离心，洗涤，干燥，即可得到侧链含有吡啶结构聚乙烯聚合物表面接枝改性氮化硼纳米片，其中，氮化硼纳米片、吡啶类乙烯基单体与引发剂的重量份比为1：80～300：0.05～1.05。

3.根据权利要求2所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述吡啶类乙烯基单体为2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶-2-胺、5-溴-2-乙烯基吡啶、5-氯-2-乙烯基吡啶或者5-甲基-2-乙烯基吡啶中的一种或者两种以上的组合。

4.根据权利要求2所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述溶剂为水、乙醇、丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、二氧六环或N-甲基吡咯烷酮中的一种或以上组合，所述引发剂为过氧化物引发剂或者偶氮类引发剂，其中，所述过氧化物引发剂为过氧化二叔丁基或者过氧化苯甲酰，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或偶氮二丁酸二甲酯中的一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求2所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述氮化硼纳米片为含有羟基和氨基的功能化氮化硼纳米片。

6.根据权利要求5所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述含有羟基和氨基的功能化氮化硼纳米片，其制备包括步骤：将六方氮化硼和5-氨基戊酸加入球磨罐中，然后加入去离子水机械球磨处理，待球磨结束后，抽滤、水洗、干燥而得到；其中，六方氮化硼、去离子水和5-氨基戊酸的质量比为50～70：15～25：1，球磨转速为900～1200rpm，球磨时间为12～18h。

7.根据权利要求1所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述纳米氧化锌为包括80％粒径为100nm以下的一次粒子和20％粒径为100nm以上的一次粒子；所述白炭黑用氮气测定的BET表面积为130～180m²/g，邻苯二甲酸二丁酯吸收值为2.50～3.20cm³/g，并且当该白炭黑分散在水中形成5％的水溶液时，其pH值为6.0～8.0。

8.根据权利要求1所述的一种高强度自愈合橡胶材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂CBS，所述防老剂为防老剂6PPD、防老剂RD及防老剂NBC并用，质量比为1：1.2～2：0.2～0.8。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的高强度自愈合橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照重量份将卤化丁基橡胶和吡啶衍生物接枝改性氮化硼纳米片加入到密炼机中进行一次混炼，得到一次混炼料，室温下静置，再加入纳米氧化锌、白炭黑、促进剂和防老剂进行二次混炼，室温下静置，经硫化处理，即得到高强度自愈合橡胶材料。

10.根据权利要求9所述的高强度自愈合橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述一次混炼温度为90～110℃，一次混炼时间为6～15min，所述二次混炼温度为100～120℃，二次混炼时间为3～10min，静置时间为12～24h，所述硫化处理温度为110～140℃，硫化处理时间为8～15min。