一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶制造技术

本发明专利技术提供了一种NBR橡胶，具体是一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶，包括以下组分：NBR生胶、白炭黑、氧化锌、齐聚酯、白油、硫化剂DCP、促进剂DPTT、偶联剂NDZ201；通过在NBR生胶中加入白炭黑、氧化锌、齐聚酯、白油、以及偶联剂NDZ201和DCP（硫化剂）对NBR橡胶进行改性，制备得到的改性NBR橡胶的刚度和强度、导电率、导热性均较普通NBR橡胶有所提升。所提升。所提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶


[0001]本专利技术涉及橡胶领域，具体是一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶。

技术介绍

[0002]丁腈橡胶（NBR），是由丙烯 腈与丁二烯单体聚合而成的共聚物，主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，绝缘性能低，弹性稍低，由于NBR中的氰基容易电场极化，因而介电性能下降，是半导体橡胶。
[0003]专利CN 114437428 A 公开了一种高导热橡胶胶辊材料。通过在丁腈橡胶中添加15
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20重量份的二维纳米材料、高导热三维碳纤维和片状氧化铝裹挟球形碳，制备导热丁腈橡胶。其中二维纳米材料的制备经经过配置纺丝夜、静电纺丝、500℃低温碳化，1300℃碳化得到三维碳纤维。过溶解、恒温反应48h，抽滤干燥，再次溶解，超声分散，冷冻干燥过程。片状氧化铝裹挟球形碳的制备也需经过浸渍、真空脱气、高温固化过程，时间也长达16小时以上。以上导电材料的制备都存在时间长，工艺不确定性大，并且添导电材料添加量多，对材料力学性能会造成较大影响。
[0004]专利CN104130476A公开了一种宽温域高导热橡胶基复合材料及其制备方法。采用丁基类橡胶，丁腈橡胶、三元乙丙橡胶的一种或几种，通过添加25
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85份的纳米锌粉和纳米铜粉，制备宽温域导热橡胶。该方法使用的是NBR乳胶，通过搅拌或反应釜中反应制备凝絮乳胶，之后干燥处理。得到丁腈橡胶复合材料。该方法流程长，难以连续化生产。
[0005] CN105392834A 公开了一种丁腈橡胶组合物，相对于100重量份的丁腈橡胶，含有10
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60份的石墨，5
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80份如科琴黑、乙炔黑等导电性碳，具有盐水性。导电填料用量高，同时未指出具体的导电性能。
[0006]CN 114031826公开了一种耐磨抗静电丁腈橡胶材料及其制备方法。通过35
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45份丁腈橡胶，5
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10份丙烯酸树脂，15
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30份乙炔黑等耐磨抗静电剂混合，制备抗静电丁腈橡胶，整体上抗静电剂用量较大。
[0007]专利CN111117019A公开了一种阻燃抗静电橡胶双密度底胶料及其制备方法，采用乙炔炭黑、碳纤维、抗静电剂等作为第一防静电剂，采用三正丁基甲胺三亚胺盐作为第二防静电剂。但未指出其防静电性能，无法知晓其确切的防静电效果。
[0008]专利CN109265774A 公开了一种阻燃抗静电橡胶地板组合物及其制备方法和应用。通过40
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80份丁腈橡胶，10
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40份顺丁橡胶，10
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30份高苯乙烯组成复合橡胶，并通过添加30
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40份的高填充抗静电剂对橡胶进行抗静电改性。
[0009] CN106700153A一种防滑抗静电橡胶鞋底及其制备方法，其抗静电剂用量相对丁腈橡胶为10
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20份，并没有涉及到导热性能的改变。
按表1所示配方称取NBR，硫化剂DCP， 氧化锌，促进剂DPTT，白炭黑，白油以及偶联剂NDZ201加入密炼机进行密炼，加料顺序为：生胶、白炭黑、氧化锌、齐聚酯、白油、硫化剂DCP、DPTT。
[0020]其中，添加不同用量的偶联剂NDZ201完成实施例1
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6，偶联剂NDZ201用量相对白炭黑的质量分数为别为0，1份，2份，3份，5份，8份。在对比例中，相对于白炭黑的用量，硅烷偶联剂KH550的用量为2份，铝酸酯偶联剂DL411的用量为2份。
[0021]在将所述配方加入密炼机前，利用偶联剂处理白炭黑，具体方法为：将偶联剂溶解到乙醇中去，再分散加入到白炭黑中，静置反应24小时后，烘干备用。
[0022]性能分析对实施例1
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6和对比例1
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2制备得到的改性NBR橡胶进行性能分析：用无转子硫化仪对样品进行硫化性能分析，用万能试验机（Instron,美国）在25℃下以300mm/min的速度测定样品的物理机械性能，用导热系数测试仪测试材料的导热系数，用高阻计测试材料的导电性能，用邵氏硬度计分析材料的硬度。具体检测结果如下。
[0023]1硫化性能改性NBR的硫化性能见表2，从表中可看出经NDZ201偶联剂改性后，实施例2到实施例6的 S'Min和S'Max增加，表明NDZ201对其交联性能起到促进作用，同时t90时间缩短，表明橡胶硫化速度加快。对比例1的相关性能有所提高，但是提高不如实施例。对比例2的相关性能则下降，表明DL411在促进硫化方面并未起到预期效果。
[0024]2 电导率如图1和表3所示，随着NZ201的加入，从实施例1只实施例6，橡胶的电导率呈现增加趋势，并且电导率增加明显。对比例1和对比例2的电导率则增加不明显，甚至有所下降。可能是钛酸酯偶联剂NDZ201在橡胶体系中起到了桥接作用，提高了复合材料的导电性。
[0025]3 导热性能 根据表4和图2所示，实施例3至实施例5的导热系数明显增加，表明在偶联剂NDZ201加入量从2份增加到8份时，NBR橡胶的导热系数不断变化，在偶联剂NDZ201加入量为5份时，NBR橡胶的导热系数最高，为0.405 W/m.k。提高了49.4%。对比例采用KH550和DL411的效果并不明显。
[0026]4力学性能如表5、表6和图3所示，实施例1至实施例6中，随着偶联剂NDZ201用量增加，拉伸强度呈现先上升后下降的趋势。断裂伸长率和100%定伸应力也表现出类似的规律。表明适量的钛酸酯偶联剂对NBR的拉伸性能起到提升作用，但是过量的偶联剂加入后，偶联剂本身形成界面，反而导致性能的下降。对比例1和对比列2的效果则不明显。
[0027]表6改性NBR的邵氏硬度的变化规律基本与拉伸性能相似，表明偶联剂对橡胶的交联起到促进作用。并且以NDZ201的作用效果较佳。联起到促进作用。并且以NDZ201的作用效果较佳。
[0028]以上所揭露的仅为本专利技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，因此依本专利技术权利要求所作的等同变化，仍属本专利技术所涵盖的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶，其特征在于，包括以下组分：NBR生胶、白炭黑、氧化锌、齐聚酯、白油、硫化剂DCP、促进剂DPTT、偶联剂NDZ201。2.根据权利要求1所述的一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶，其特征在于，其制备方法如下：步骤一：在密炼机中加入: NBR生胶、白炭黑、氧化锌、齐聚酯、白油、硫化剂DCP；步骤二：加入促进剂DPTT、偶联剂NDZ201，启动密炼机。3.根据权利要求1所述的一种基于钛酸酯偶联剂的高抗静电和导热性NBR橡胶，其特征在于，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭旭锵，金辉乐，杨禧成，李俊，王舜，
申请(专利权)人：温州大学苍南研究院，
类型：发明
国别省市：