一种耐低温丙烯酸酯橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐低温丙烯酸橡胶及其制备方法，橡胶制备使用原料为丙烯酸正丁酯10‑15重量份、丙烯酸‑2‑乙基己酯20‑30重量份、羟甲基丙烯酰胺3‑5重量份、聚氨酯丙烯酸酯20‑30重量份、含氟丙烯酸酯10‑15重量份、微胶囊15‑25重量份、橡胶微球10‑18重量份、引发剂3‑5重量份、溶剂30‑60重量份，硫化剂1‑2重量份。最终得到的丙烯酸酯橡胶的耐低温性能优异，使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种丙烯酸酯橡胶，具体涉及一种耐低温丙烯酸酯橡胶。
技术介绍
丙烯酸酯橡胶因其优异的耐热性、耐老化性、耐候性、抗紫外线及耐油性，被广泛应用于高温、耐油密封件行业。其耐低温性通常可以达到-25℃--30℃，可以满足常规使用需要，丙烯酸酯橡胶（ACM）按其耐寒性不同分为标准型（脆性温度-12℃）、耐寒型（-24℃）、超耐寒型（-35℃）。不同类型的ACM，一方面由于其主链结构差异，物理性能各有特点；另一方面由于极性相近，所以相容性、共硫化性较好。对于要求耐热、耐油且要耐低温的应用领域，如汽车的油冷却管，不同类型的ACM共混胶料所具有的良好综合性能可以满足其要求。虽然ACM存在上述优点，是重要的一种工业产品，但现有产品存在使用寿命不长的问题，同时，现有技术需要耐低温性更加优异的丙烯酸橡胶，现有产品已经难以满足更高的要求，故需要一种耐低温性能更加优异的丙烯酸橡胶，并期望使用年限可以进一步增长。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种丙烯酸酯橡胶，旨在提供一种耐低温性能十分优异的丙烯酸橡胶，其通过选择长链的软单体和硬单体，进一步加入聚氨酯丙烯酸酯和含氟丙烯酸酯进行共聚，长链丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯提高了丙烯酸酯橡胶的柔韧性，具有较低的玻璃化转变温度，同时又使用含氟丙烯酸酯进行共聚，综合多种单体的的性能，得到特别低玻璃化转变温度的丙烯酸酯橡胶。微胶囊和橡胶微球通过各自性能提高丙烯酸酯橡胶的耐低温性。本专利技术还提供了一种耐低温丙烯酸酯橡胶的制备方法，其各组分选择特定加入时机，得到特定结构的耐低温丙烯酸酯橡胶。本专利技术具体技术方案：一种耐低温丙烯酸酯橡胶，橡胶制备使用原料为丙烯酸正丁酯10-15重量份、丙烯酸-2-乙基己酯20-30重量份、羟甲基丙烯酰胺3-5重量份、聚氨酯丙烯酸酯20-30重量份、含氟丙烯酸酯10-15重量份、微胶囊15-25重量份、橡胶微球10-18重量份、引发剂3-5重量份、溶剂30-60重量份，硫化剂1-2重量份。本专利技术选择了具体的单体，丙烯酸丁酯Tg -56℃，丙烯酸-2-乙基己酯Tg -70℃，其与其他单体共聚得到的玻璃化转变温度很低；聚氨酯丙烯酸酯具有柔性链段，其可以提高丙烯酸酯橡胶的柔韧性；含氟丙烯酸酯的结构也一定程度可以降低丙烯酸酯橡胶的Tg。综合上述单体类型的而选择，最终丙烯酸酯橡胶Tg低，柔韧性好。所述微胶囊包覆液体，所述液体为氯化钙溶液、氯化钠溶液、醇水混合物或甘油水混合物。微胶囊包覆的液体具有较低的凝固点，可以保持在较低温度下为液体，可以提高柔韧性，即使达到凝固点，液体凝固放热，也会在一段时间保持柔韧性。对于凝固点的调节，氯化钙溶液和氯化钠溶液可以通过盐浓度来调节凝固点，乙醇水混合物和甘油水混合物可以通过乙醇/水或甘油/水的比例进行调节。本专利技术优选制备不同凝固点的微胶囊，使用时不同凝固点微胶囊混合使用，达到不同温度下均由热量放出，保持丙烯酸橡胶中链段的活动性能，提高柔韧性。优选所述溶液为氯化钙溶液。其凝固点可以调节很低优选使用高浓度氯化钙溶液。为了保证微胶囊自身材料的低温柔韧性，所述微胶囊的包覆材料为聚氨酯。所述橡胶微球的橡胶为聚氨酯、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶或氯丁橡胶。该橡胶微球可以分散应力，在低温条件下可以保持柔韧性，在基体硬度提高情况下，受到外力时，橡胶微球可以有效的分散应力，提高了其低温使用性能，一定程度的影响了其使用寿命。所述微胶囊的粒径为50-80微米。所述橡胶微球的粒径为30-40微米。选择合适的微胶囊和橡胶微球的粒径范围，当其均不在该范围时，应力分散性能变差，近可以满足最基本的性能需求，难以满足较高的需求。优选所述橡胶微粒的粒径小于所述微胶囊的粒径，使橡胶微球可以穿插在微胶囊之间，当微胶囊达到凝固点，变为固体时，橡胶微球可以有效分散应力，避免固体结构对丙烯酸酯橡胶的损害。所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰；所述溶剂为二甲苯或乙酸乙酯。耐低温丙烯酸酯橡胶的制备方法，具体步骤为：步骤（1）：取将15-30重量份的溶剂加入反应器，加热到80-110℃，然后将丙烯酸正丁酯10-15重量份、丙烯酸-2-乙基己酯20-30重量份、羟甲基丙烯酰胺3-5重量份和1.2-2重量份的引发剂混合均匀，匀速滴加入反应器中，滴加过程在1-1.5h完成，继续反应1h；步骤（2）：将聚氨酯丙烯酸酯20-30重量份、含氟丙烯酸酯10-15重量份、微胶囊15-25重量份、剩余的1.8-3重量份引发剂和15-30重量份溶剂混合均匀，匀速加入步骤（1）的反应器中，滴加过程在0.3-1h完成，继续反应0.5h；步骤（3）：将橡胶微球10-18重量份加入步骤（2）的反应器中，降温得到耐低温丙烯酸酯橡胶溶液，进一步加入硫化剂1-2重量份，加热硫化得到耐低温丙烯酸酯橡胶。本专利技术使用常规的制备方法均可以制备得到，没有明确要求。优选制备方法中，专利技术点在于其制备过程中的加料步骤，聚氨酯丙烯酸酯和含氟单体在第（2）步中加入，处于链段的外侧，可以有效控制彼此之间的链段运动，提高柔韧性。微胶囊在第（2）步中加入，避免了过早加入被丙烯酸酯链段包裹，在微胶囊凝固后影响总体柔韧性。橡胶微球在后期加入，变了包裹，分散均匀即可，若与微胶囊包裹在一起，分散不均匀，难以有效的分散，难以实现柔韧性。技术效果：本专利技术基于特定单体的选择，即利用单体本身的玻璃化转变温度、链段长度、取代基性能，降低基体树脂的耐低温性能；又采用包覆液体的微胶囊，在未凝固可以作为应力分散点，在凝固时，会放热，都可以提高耐低温性；进一步采用橡胶微球，分散应力，并且在低温下微胶囊凝固后的效果更佳突出。制备方法的选择也是一个专利技术点所在，其选择单体加入时机控制链段结构，通过控制微胶囊和橡胶微球加入时机，控制其低温下应力分散的性能。综合上述机理，最终得到的丙烯酸酯橡胶的耐低温性能优异，使用寿命延长。具体实施方式实施例1：耐低温丙烯酸酯橡胶的制备方法，具体步骤为：步骤（1）：取将40重量份的溶剂二甲苯加入反应器，加热到90℃，然后将丙烯酸正丁酯12重量份、丙烯酸-2-乙基己酯25重量份、羟甲基丙烯酰胺4重量份和2重量份的引发剂混合均匀，匀速滴加入反应器中，滴加过程在1h完成，继续反应1h；步骤（2）：将聚氨酯丙烯酸酯25重量份、含氟丙烯酸酯12重量份、微胶囊1（-10℃）5重量份、微胶囊2（-20℃）5重量份、微胶囊3（-30℃）5重量份、微胶囊4（-40℃）5重量份，微胶囊1-4的粒径均约为60μm、剩余的引发剂3重量份和溶剂二甲苯40重量份混合均匀，匀速加入步骤（1）的反应器中，滴加过程在0.5h完成，继续反应0.5h；步骤（3）：将35μm粒径的橡胶微球15重量份加入步骤（2）的反应器中，降温得到耐低温丙烯酸酯橡胶溶液，进一步加入硫化剂1重量份，加热硫化得到耐低温丙烯酸酯橡胶。对比例1：耐低温丙烯酸酯橡胶的制备方法，具体步骤为：步骤（1）：取将40重量份的溶剂二甲苯加入反应器，加热到90℃，然后将丙烯酸正丁酯12重量份、丙烯酸正辛酯25重量份、羟甲基丙烯酰胺4重量份和2重量份的引发剂混合均匀，匀速滴加入反应器中，滴加过程在1h完成，继续反应1h；步骤（2）：将聚氨酯丙烯酸酯25重量份、含氟丙烯酸酯12重量份、微胶囊1（-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：橡胶制备使用原料为丙烯酸正丁酯10‑15重量份、丙烯酸‑2‑乙基己酯20‑30重量份、羟甲基丙烯酰胺3‑5重量份、聚氨酯丙烯酸酯20‑30重量份、含氟丙烯酸酯10‑15重量份、微胶囊15‑25重量份、橡胶微球10‑18重量份、引发剂3‑5重量份、溶剂30‑60重量份，硫化剂1‑2重量份。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：橡胶制备使用原料为丙烯酸正丁酯10-15重量份、丙烯酸-2-乙基己酯20-30重量份、羟甲基丙烯酰胺3-5重量份、聚氨酯丙烯酸酯20-30重量份、含氟丙烯酸酯10-15重量份、微胶囊15-25重量份、橡胶微球10-18重量份、引发剂3-5重量份、溶剂30-60重量份，硫化剂1-2重量份。2.如权利要求1所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述微胶囊包覆液体，所述液体为氯化钙溶液、氯化钠溶液、乙醇/水混合物或甘油/水混合物。3.如权利要求2所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述溶液为氯化钙溶液。4.如权利要求1-3中任一项所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述微胶囊的包覆材料为聚氨酯。5.如权利要求1所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述橡胶微球的橡胶为聚氨酯、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶或氯丁橡胶。6.如权利要求1所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述微胶囊的粒径为50-80微米。7.如权利要求1所述的耐低温丙烯酸酯橡胶，其特征在于：所述橡胶微球的粒径为30-40微米。8.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓均，
申请(专利权)人：马晓均，
类型：发明
国别省市：浙江;33