【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶，具体为一种耐低温稀土顺丁橡胶及其制备方法。
技术介绍
1、顺式-1,4-聚丁二烯橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，简称顺丁橡胶，具有弹性好、耐磨、耐低温性能好等优点，不仅广泛应用于轮胎工业，而且在塑料的改性工艺中也有重要作用，是制造轮胎以及其他橡胶制品的重要原料。但是阻燃性能与力学性能不佳，阻碍了顺丁橡胶的进一步发展与应用，如专利cn117070006b公布了一种耐低温抗结晶顺丁橡胶组合物及其制备方法、橡胶密封制品，提高了稀土顺丁橡胶材料的耐低温性，而且原料成本也较低，但其阻燃性能与力学性能还有待提高。
技术实现思路
1、（一）解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐低温稀土顺丁橡胶及其制备方法，提高了橡胶的阻燃性能与力学性能，同时具有良好的耐低温效果。
3、（二）技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种耐低温稀土顺丁橡胶，包括以下重量组分：10-15重量份的含磷季铵盐改性聚氨酯、8-12重量份的聚氧乙烯醚改性酚醛树脂、20-24重量份的稀土顺丁橡胶、2-5重量份的硫磺。
5、优选的，所述含磷季铵盐改性聚氨酯的制备方法，其中，包括以下步骤：
6、（1）向异丙醇溶剂中加入6-10重量份的环氧丙基三甲氧基硅烷，搅拌溶解后加入3-6重量份的四甲基乙二胺、2-5重量份的乙酸，在氮气置换条件下，加热回流反应7-9h，反应结束后，旋转蒸发除去异丙醇，得到硅烷季铵
7、（2）在氮气氛围下，将硅烷季铵盐、三乙胺催化剂加入二氯甲烷溶剂中，搅拌溶解，向其中滴加苯基磷酰二氯，滴加完毕后，在8-12℃下反应10-12h，反应结束后，洗涤并干燥，得到含磷修饰季铵盐扩链剂；
8、（3）向反应器中加入4-6重量份的甲苯二异氰酸酯、7-12重量份的聚己内酯二醇、0.2-0.5重量份的二月桂酸二丁基锡，通入氮气保护，在78-82℃下进行预聚反应，反应2-3h后降温至65-70℃，加入3-5重量份的含磷修饰季铵盐扩链剂进行扩链反应，反应时间为1.5-2h，反应结束后，冷却，洗涤并干燥，得到含磷季铵盐改性聚氨酯。
9、优选的，所述步骤（1）中加热温度为75-80℃。
10、优选的，所述步骤（2）中硅烷季铵盐、三乙胺、苯基磷酰二氯的质量比为2.8-3:0.04-0.06:1。
11、优选的，所述聚氧乙烯醚改性酚醛树脂的制备方法，其中，包括以下步骤：
12、s1.将6-8重量份的3-丁烯-1-醇、0.3-0.6重量份的氢氧化钠催化剂加入到高压釜中，升温至75-80℃，真空脱除系统内的低沸点物质和水，氮气置换后，升温至160-170℃，加入3-5重量份的环氧乙烷，开始诱导反应，待压力降至0.1-0.15mpa时，再加入7-10重量份的环氧乙烷反应1.5-2h，反应结束后，冷却至70-80℃，真空脱除反应体系的环氧乙烷气体，得到含烯基聚乙氧烯醚；
13、s2.向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入8-12重量份的含烯基聚乙氧烯醚，搅拌分散，再向其加入4-7重量份的2-氯-3-巯基吡啶和0.4-0.6重量份的安息香二甲醚光引发剂，在35-38℃下用365nm的紫外光照射，结束后离心分离，洗涤并干燥，得到中间体1；
14、s3.向正丁醇溶剂中加入7-11重量份的酚醛树脂，在58-60℃下搅拌溶解，加入0.2-0.4重量份的催化剂，在75-80℃下搅拌45-60min，降温至40-45℃，向其中滴加3-6重量份的中间体1，滴加结束后，升温至80-85℃反应5-6h，反应结束后，冷却、过滤并旋转蒸发，得到聚乙氧烯醚改性酚醛树脂。
15、优选的，所述s2中紫外光照射时间为2.5-3h。
16、优选的，所述s3中催化剂为氢氧化钾。
17、优选的，所述耐低温稀土顺丁橡胶的制备方法为：将含磷季铵盐改性聚氨酯、聚乙氧烯醚改性酚醛树脂、稀土顺丁橡胶加入到密炼机中混合5-10min，然后加入硫磺继续混合2-5min后将混炼胶取出，在4.8-5mpa和140-160℃条件下，在平板硫化机中硫化，得到耐低温稀土顺丁橡胶。
18、（三）有益的技术效果
19、本专利技术通过将含磷季铵盐改性聚氨酯、聚乙氧烯醚改性酚醛树脂、稀土顺丁橡胶加入到密炼机中混合，然后加入硫磺继续混合后将混炼胶取出，在平板硫化机中硫化，得到耐低温稀土顺丁橡胶。
20、四甲基乙二胺和环氧丙基三甲氧基硅烷在乙酸条件下发生开环加成反应，得到硅烷季铵盐并在两端引入羟基，硅烷季铵盐中的羟基与苯基磷酰二氯中的氯反应，得到含磷修饰季铵盐扩链剂，甲苯二异氰酸酯、聚己内酯二醇预聚后和含磷修饰季铵盐扩链剂进一步反应，得到含磷季铵盐改性聚氨酯。3-丁烯-1-醇中的羟基和环氧乙烷发生开环聚合反应，得到含烯基聚乙氧烯醚，含烯基聚乙氧烯醚中的烯基与2-氯-3-巯基吡啶中的巯基发生点击反应，得到中间体1，中间体1中的氯和酚醛树脂中的羟基发生取代反应，得到聚乙氧烯醚改性酚醛树脂。
21、在含磷季铵盐改性聚氨酯中，磷元素受热分解产生的磷酸能促进橡胶脱水成炭从而形成保护屏障，阻止橡胶的燃烧，同时，炭的形成会伴随水蒸气的释放，从而有效吸热并降低氧含量，起到阻燃作用；硅元素在高温下能够促进橡胶表面形成一层致密的炭层，隔绝氧气与橡胶的接触，阻止火焰的传播；硅氧键的键能较高，分子链柔性好，在低温下不易断裂，含硅氧键的橡胶在低温下仍能保持结构的稳定性，从而提高了橡胶的耐低温效果；聚氨酯具有较高的硬度和强度，将其加入橡胶中，聚氨酯分子链可以与橡胶分子链相互穿插、交织，形成互穿聚合物网络，提高了橡胶的力学性能；聚氨酯中含有的软段链较易旋转，增加了橡胶的柔顺性，使其在低温环境下仍具有较好的韧性，从而提高了橡胶的耐低温性；在聚乙氧烯醚改性酚醛树脂中，聚氧乙烯醚的分子链中含有大量的醚键，这些醚键具有较高的柔顺性和稳定性，使橡胶在低温环境下不易结晶或固化，从而提高了橡胶的耐低温性；硫元素在燃烧过程中可以分解出硫化氢、二氧化硫等不燃气体，稀释燃烧区域的氧气浓度，从而抑制火焰的蔓延；磷、硅、硫元素共同使用产生协效阻燃效果，提高了橡胶的阻燃性；酚醛树脂能够与橡胶分子链发生相互作用，形成稳定的网络结构，起到补强作用，提高了橡胶的力学性能。
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1.一种耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，包括以下重量组分：10-15重量份的含磷季铵盐改性聚氨酯、8-12重量份的聚氧乙烯醚改性酚醛树脂、20-24重量份的稀土顺丁橡胶、2-5重量份的硫磺。
2.根据权利要求1所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述含磷季铵盐改性聚氨酯的制备方法，其中，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述步骤（1）中加热温度为75-80℃。
4.根据权利要求2所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述步骤（2）中硅烷季铵盐、三乙胺、苯基磷酰二氯的质量比为2.8-3:0.04-0.06:1。
5.根据权利要求1所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述聚氧乙烯醚改性酚醛树脂的制备方法，其中，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述S2中紫外光照射时间为2.5-3h。
7.根据权利要求5所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述S3中催化剂为氢氧化钾。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的耐低温稀土顺丁橡胶
...【技术特征摘要】
1.一种耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，包括以下重量组分：10-15重量份的含磷季铵盐改性聚氨酯、8-12重量份的聚氧乙烯醚改性酚醛树脂、20-24重量份的稀土顺丁橡胶、2-5重量份的硫磺。
2.根据权利要求1所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述含磷季铵盐改性聚氨酯的制备方法，其中，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述步骤（1）中加热温度为75-80℃。
4.根据权利要求2所述的耐低温稀土顺丁橡胶，其特征在于，所述步骤（2）中硅烷季铵盐、三乙胺、苯基磷酰二氯的质量比为2.8-3:0.04-0.06:1。
5.根据权利要求1所述的耐低温稀土顺丁...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成禄，胡雁鸣，李永田，兰莹，郭峰，王瑞智，程辉，李兆贺，吴晓凯，张招全，
申请(专利权)人：山东产研中科高端化工产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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