【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶复合材料，尤其涉及一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料、其制备方法及应用。
技术介绍
1、氢化丁腈橡胶(hnbr)是通过将丁腈橡胶主链上所含的不饱和双键在高温高压条件下进行加氢反应制得，又称为高饱和度丁腈橡胶，由于其具有合理的分子结构，因此不仅继承了丁腈橡胶的耐油、耐磨等性能，而且还具有更优异的耐热氧老化、耐臭氧、耐化学介质以及良好的动态力学性能等，是目前最具发展潜力的橡胶品种之一。氢化丁腈橡胶的生产制备工艺有丁腈橡胶(nbr)溶液加氢法、nbr乳液加氢法以及乙烯-丙烯腈共聚法。目前只有nbr溶液加氢法已经实现工业化生产，是国内外生产hnbr的唯一工业化方法。溶液加氢需要用到大量的有机溶剂，溶剂回收成本高且污染环境，而乳液加氢法全程不使用有机溶剂，工艺先进、环保、安全、高效，属于第二代hnbr制备技术。乳液加氢最重要的技术进步体现在将乳液聚合和催化加氢这两个本来分开的工艺合二为一，使用一锅法制备hnbr，极大的降低了成本，并且加氢产品可直接应用于hnbr胶乳需求行业，拓宽了产品应用领域，同时也可以通过湿法混炼技术制备填料/hnbr复合材料，进一步提升hnbr产品的力学性能。
2、白炭黑是纳米尺度的无定形水合二氧化硅，是一种不依赖于化石资源的橡胶增强材料，被广泛应用于绿色轮胎、阻燃及浅色橡胶制品等领域。近年来，为促进橡胶产业的绿色可持续发展，白炭黑的用量有明显的增长趋势，其中，白炭黑与橡胶共混制备高性能绿色轮胎有助于降低轮胎滚动阻力，减少汽车油耗。与炭黑相比，白炭黑表面有大量的活性羟基，表面的极性较高，同
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料、其制备方法及应用，本专利技术提供的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料中白炭黑分散更均匀，采用本专利技术的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料制备的硫化胶的力学性能较优。
2、本专利技术提供了一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，由包括氢化丁腈橡胶胶乳和白炭黑浆液的原料通过湿法混炼制得；
3、所述氢化丁腈橡胶胶乳的固含量为10％～65％，所述白炭黑浆液的固含量为5％～50％；
4、所述氢化丁腈橡胶与所述白炭黑的质量比为40～100：10～100。
5、优选的，所述氢化丁腈橡胶胶乳中，丙烯腈的质量含量为15％～50％；所述氢化丁腈橡胶胶乳的加氢度为10％～99％，门尼粘度ml(1+4@100℃)为10～120。
6、优选的，所述氢化丁腈橡胶胶乳是由丁腈橡胶胶乳直接加氢制得；或由氢化丁腈橡胶溶解于溶剂中，再分散到表面活性剂水溶液中制得。
7、优选的，所述白炭黑为沉淀法白炭黑、气相法白炭黑或稻壳基白炭黑；
8、所述白炭黑浆液的制备方法包括以下步骤：
9、a1)将白炭黑与硅烷偶联剂搅拌混合后，加热改性；
10、a2)将所述改性后的白炭黑、水和分散剂混合后，研磨，得到白炭黑浆液。
11、优选的，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(a-172)、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(si-69)、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]二硫化物(si-75)和γ-巯丙基-乙氧基双(丙烷基六丙氧基)硅烷(si-747)中的一种；
12、所述硅烷偶联剂占所述白炭黑质量的2％～15％；
13、所述加热改性的温度为120～170℃，时间为0.1～2h。
14、优选的，所述分散剂包括油酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠(nno)和脂肪族聚氧乙烯醚(aeo)中的一种或几种；
15、所述分散剂占所述白炭黑质量的0.5％～5％。
16、本专利技术还提供了一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
17、a)将氢化丁腈橡胶胶乳和白炭黑浆液搅拌混匀，得到胶乳混合液；
18、b)将所述胶乳混合液进行絮凝，氢化丁腈橡胶与白炭黑混合物共沉淀析出；
19、c)将所述絮凝出的氢化丁腈橡胶与白炭黑混合物碱洗或水洗至中性，干燥后，得到氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料。
20、优选的，步骤b)中，所述絮凝的方法包括以下步骤：
21、将氯化钙溶液加热后，将所述胶乳混合液加入到搅拌的所述氯化钙溶液中，同时滴加酸溶液，使体系的ph值为6～8，氢化丁腈橡胶与白炭黑混合物共沉淀析出；
22、所述氯化钙溶液的质量浓度为0.05％～1％；
23、所述加热的温度为30～70℃；
24、所述酸溶液为乙酸、硫酸或盐酸，质量浓度为0.5％～20％。
25、优选的，步骤b)中，所述絮凝的方法包括以下步骤：
26、b1)采用第一酸溶液将高分子絮凝剂溶液的ph值调节至2～4，加热；
27、b2)将胶乳混合液加入到搅拌的步骤b1)的溶液中，同时滴加第二酸溶液，使体系的ph值为2～4，氢化丁腈橡胶与白炭黑混合物共沉淀析出；
28、所述第一酸溶液为硫酸、盐酸或磷酸，质量浓度为1％～20％；
29、所述高分子絮凝剂为ca-2(聚环氧氯丙烷二甲胺)；所述高分子絮凝剂溶液的质量浓度为0.01％～0.3％；
30、所述加热后的温度为30～70℃；
31、所述第二酸溶液为硫酸溶液、盐酸或磷酸，质量浓度为1％～20％。
32、本专利技术还提供了一种混炼胶，由包括以下重量份组分的原料制备得到：
33、
34、所述氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料为上文所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，或为上文所述的制备方法制得的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料。
35、本专利技术还提供了一种上文所述的混炼胶的制备方法，包括以下步骤：
36、c1)将氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料进行密炼；
37、c2)将步骤c1)密炼后的材料、硅藻土、氧化锌、防老剂、分散剂、石蜡、赫司特绿和模得丽混合后，进行混炼，得到一段混炼胶；
38、c3)将所述一段混炼胶和硫化剂混合后，进行混炼，得到二段混炼胶。
39、本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，由包括氢化丁腈橡胶胶乳和白炭黑浆液的原料通过湿法混炼制得；
2.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶胶乳中，丙烯腈的质量含量为15％～50％；所述氢化丁腈橡胶胶乳的加氢度为10％～99％，门尼粘度ML(1+4@100℃)为10～120。
3.根据根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶胶乳是由丁腈橡胶胶乳直接加氢制得；或由氢化丁腈橡胶溶解于溶剂中，再分散到表面活性剂水溶液中制得。
4.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述白炭黑为沉淀法白炭黑、气相法白炭黑或稻壳基白炭黑；
5.根据权利要求4所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A-172)、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)
6.根据权利要求4所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述分散剂包括油酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、亚甲基二萘磺酸钠(NNO)和脂肪族聚氧乙烯醚(AEO)中的一种或几种；
7.一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述絮凝的方法包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，所述絮凝的方法包括以下步骤：
10.一种混炼胶，由包括以下重量份组分的原料制备得到：
11.一种权利要求10所述的混炼胶的制备方法，包括以下步骤：
12.一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料在O型圈、密封件、垫圈、皮带、耐油软管、耐介质软管、隔膜、皮辊、封隔器及石油开采领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，由包括氢化丁腈橡胶胶乳和白炭黑浆液的原料通过湿法混炼制得；
2.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶胶乳中，丙烯腈的质量含量为15％～50％；所述氢化丁腈橡胶胶乳的加氢度为10％～99％，门尼粘度ml(1+4@100℃)为10～120。
3.根据根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶胶乳是由丁腈橡胶胶乳直接加氢制得；或由氢化丁腈橡胶溶解于溶剂中，再分散到表面活性剂水溶液中制得。
4.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述白炭黑为沉淀法白炭黑、气相法白炭黑或稻壳基白炭黑；
5.根据权利要求4所述的氢化丁腈橡胶/白炭黑复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(kh560)、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh570)、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(a-172)、双-[γ-(三乙氧基...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝福兰，杜庆之，张卓，朱永贞，薛浩，柳庆春，
申请(专利权)人：山东京博中聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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