一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶的制备方法技术

本发明专利技术涉及丁苯橡胶技术领域，且公开了一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，马来酸酐与丁苯橡胶反应，得到马来酸酐改性丁苯橡胶，氮化硼与油酸反应，进一步与间氯过氧苯甲酸反应，得到环氧化氮化硼纳米片，进一步与马来酸酐改性丁苯橡胶反应，得到高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，通过共价连接，氮化硼纳米片在丁苯橡胶基体中均匀分散，提高了氮化硼纳米片与丁苯橡胶的界面结合力，使得应力可以发生转移，提高了力学性能，同时均匀分散的氮化硼纳米片加速声子扩散，且提高了氮化硼纳米片与丁苯橡胶的界面作用，减少了界面热阻，使得高导热的氮化硼改性丁苯橡胶具有优异的力学性能、导热性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶的制备方法


[0001]本专利技术涉及丁苯橡胶
，具体为一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶的制备方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，公路交通日益发达，同时能源短缺和环境污染的问题越来越严重，人们迫切需要一种具有高耐磨性能、高抗湿滑性能、生热低、滚动阻力低等特性的新型“绿色轮胎”，有乳液聚合得到的丁苯橡胶具有优异的加工性能、较低的生热、较低的温屈挠性、较好的牵引性能、良好的耐磨性能、优异的抗湿滑性等优点，在轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具等领域应用广泛，但是由于受到分子链的结构限制，丁苯橡胶的导热性能较差、力学性能不好，限制了其应用范围。
[0003]氧化锌、氧化铝、氮化硼纳米片等纳米填料具有超高的比表面积、优异的力学性能、较好的导热性能等优点，与聚合物复合之后，可以有效增强聚合物的力学性能、导热性能、绝缘性能等综合性能，其中氮化硼纳米片具有类石墨烯的结构，具有优异的导热绝缘性能和力学性能，将氮化硼纳米片于丁苯橡胶复合之后，显著提高了丁苯橡胶的综合性能，但是氮化硼纳米片本身是无机纳米材料，在有机物丁苯橡胶基体中的分散性和界面结合力较差，极大地降低了氮化硼纳米片对丁苯橡胶的改性效果。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶的制备方法，解决了丁苯橡胶的导热性能较差、力学性能不好的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，所述高导热的氮化硼改性丁苯橡胶制备方法如下：
[0008](1)向低温双辊开放式炼胶机中加入丁苯橡胶，包辊后加入马来酸酐、引发剂过氧化氢异丙苯，混合均匀后得到混炼胶，在65
‑
80℃下塑炼5
‑
20min，冷却至室温，用去离子水洗涤干净并干燥，得到马来酸酐改性丁苯橡胶；
[0009](2)向三口瓶中加入体积比为1:1
‑
3的去离子水
‑
乙醇混合溶剂、油酸，置于水浴搅拌装置中分散均匀，加入氮化硼纳米片，分散均匀，移入反应釜内，进行反应，离心分离，用乙醇洗涤干净并干燥，得到油酸改性氮化硼纳米片；
[0010](3)向三口瓶中加入体积比为1:1
‑
3的二氯甲烷
‑
环己烷混合溶剂、油酸改性氮化硼纳米片、间氯过氧苯甲酸，置于水浴搅拌装置中分散均匀，进行反应，离心，用乙醇洗涤干净并干燥，得到环氧化氮化硼纳米片；
[0011](4)向三口瓶中加入三氯甲烷溶剂、马来酸酐改性丁苯橡胶，置于水浴搅拌装置中，在75
‑
90℃下搅拌2.5
‑
4h，加入环氧化氮化硼纳米片、催化剂2
‑
甲基咪唑，分散均匀，进行反应，用甲醇沉淀产物，离心，用乙醇洗涤干净并干燥，得到氮化硼接枝丁苯橡胶；
[0012](5)向低温双辊开放式炼胶机中加入氮化硼接枝丁苯橡胶，包辊后加入活化剂氧
化锌、塑解剂硬脂酸、抗氧剂四(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯、促进剂N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺，混合均匀后得到混炼胶，在70
‑
85℃下塑炼10
‑
25min，将产物置于平板硫化机上，在140
‑
170℃、13
‑
16MPa下模压20
‑
35min，得到高导热的氮化硼改性丁苯橡胶。
[0013]优选的，所述步骤(1)中丁苯橡胶、马来酸酐、过氧化氢异丙苯的质量比为100:6
‑
12:0.5
‑
1.1。
[0014]优选的，所述步骤(2)中油酸、氮化硼纳米片的质量比为2
‑
5:100。
[0015]优选的，所述步骤(2)中反应的条件为在160
‑
190℃下反应9
‑
12h。
[0016]优选的，所述步骤(3)中油酸改性氮化硼纳米片、间氯过氧苯甲酸的质量比为0.4
‑
0.7:100。
[0017]优选的，所述步骤(3)中反应的条件为在50
‑
65℃下回流反应2.5
‑
4h。
[0018]优选的，所述步骤(4)中马来酸酐改性丁苯橡胶、环氧化氮化硼纳米片、2
‑
甲基咪唑的质量比为100:9
‑
12:1
‑
2.5。
[0019]优选的，所述步骤(4)中反应的条件为在80
‑
95℃下反应1.5
‑
3h。
[0020]优选的，所述步骤(5)中氮化硼接枝丁苯橡胶、氧化锌、硬脂酸、四(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯、N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺的质量比为100:5
‑
8:1
‑
2:0.8
‑
1.4:0.6
‑
1.2。
[0021](三)有益的技术效果
[0022]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0023]该一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，在引发剂过氧化氢异丙苯的作用下，通过剪切场中的力化学，马来酸酐的双键和丁苯橡胶苯环上的π
‑
π双键生成自由基，并发生双基偶合反应，使得马来酸酐共价接枝到丁苯橡胶上，得到马来酸酐改性丁苯橡胶，经过水热反应，油酸上的羧基与氮化硼纳米片上的羟基发生酯化反应，使得油酸与氮化硼纳米片共价接枝，得到油酸改性氮化硼纳米片，油酸上的双键进一步被间氯过氧苯甲酸环氧化，得到环氧化氮化硼纳米片，引入丰富的环氧基团。
[0024]该一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，在2
‑
甲基咪唑的催化作用下，丁苯橡胶接枝的马来酸酐发生开环反应，生成羧酸亲核试剂，同时2
‑
甲基咪唑与氮化硼纳米片上的环氧基团结合，使得环氧基团带正电，进一步与羧酸亲核试剂反应，促进环氧基团开环发生酯化反应，得到氮化硼接枝丁苯橡胶复合材料，进一步得到高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，氮化硼纳米片与丁苯橡胶共价接枝，改善了氮化硼纳米片在丁苯橡胶基体中的分散性和界面结合力，使得氮化硼纳米片高度分散在丁苯橡胶基体中，减少了氮化硼纳米片的团聚现象。
[0025]该一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，通过共价连接，氮化硼纳米片在丁苯橡胶基体中均匀分散，提高了与丁苯橡胶的界面面积，同时提高了氮化硼纳米片与丁苯橡胶的界面结合力，从而提高了氮化硼纳米片与丁苯橡胶的界面强度，增加了复合材料的物理/化学交联位点，使得应力从丁苯橡胶基体中转移到氮化硼接枝丁苯橡胶上，从而提高了复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，其特征在于：所述高导热的氮化硼改性丁苯橡胶制备方法如下：(1)向包辊后的丁苯橡胶中加入马来酸酐、引发剂过氧化氢异丙苯，混合均匀后得到混炼胶，在65
‑
80℃下塑炼5
‑
20min，冷却至室温，洗涤并干燥，得到马来酸酐改性丁苯橡胶；(2)向体积比为1:1
‑
3的去离子水
‑
乙醇混合溶剂中加入油酸，置于水浴搅拌装置中分散均匀，加入氮化硼纳米片，分散均匀，移入反应釜内，进行反应，离心分离，洗涤并干燥，得到油酸改性氮化硼纳米片；(3)向体积比为1:1
‑
3的二氯甲烷
‑
环己烷混合溶剂中加入油酸改性氮化硼纳米片、间氯过氧苯甲酸，置于水浴搅拌装置中分散均匀，进行反应，离心，洗涤并干燥，得到环氧化氮化硼纳米片；(4)向三氯甲烷溶剂中加入马来酸酐改性丁苯橡胶，置于水浴搅拌装置中，在75
‑
90℃下搅拌2.5
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4h，加入环氧化氮化硼纳米片、催化剂2
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甲基咪唑，分散均匀，进行反应，用甲醇沉淀产物，离心，洗涤并干燥，得到氮化硼接枝丁苯橡胶；(5)向包辊后的氮化硼接枝丁苯橡胶中加入活化剂氧化锌、塑解剂硬脂酸、抗氧剂四(3,5
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二叔丁基
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羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯、促进剂N
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环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺，混合均匀后得到混炼胶，在70
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85℃下塑炼10
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25min，将产物置于平板硫化机上，在140
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170℃、13
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16MPa下模压20
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35min，得到高导热的氮化硼改性丁苯橡胶。2.根据权利要求1所述的一种高导热的氮化硼改性丁苯橡胶，其特征在于：所述步骤(1)中丁苯橡胶、马...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海裕，
申请(专利权)人：宁波伟裕工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：