[發明專利]一種異戊/氟硅/氟醚復合橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201711281459.3
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107964143A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 單動力
• 申請（專利權）人: 單動力
• 主分類號: C08L13/00
• 分類號: C08L13/00;C08L83/08;C08L27/12;C08L5/04;C08K13/06;C08K9/02;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/32;C08K3/38;C08K3/34;C08K5/40;C08K5/47
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技術領域

本發明涉及橡膠材料技術領域，特別是涉及一種異戊/氟硅/氟醚復合橡膠及其制備方法。

背景技術

近年來隨著電力電纜埋地敷設工程的迅速發展，對電纜保護提出了越來越高的要求，橡膠是一種常見的電纜護套材料，由于電纜工作環境復雜，其護套所使用的橡膠材料除了滿足絕緣性能和機械性能外，還要求具有較好的耐老化、耐磨、耐油和阻燃性能。

橡膠分為天然橡膠與合成橡膠兩種，前者是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質后加工制成，后者是由各種單體經聚合反應而得。

異戊橡膠是由異戊二烯合成的一種橡膠，以其穩定的化學性質被廣泛運用于輪胎制造行業中。異戊橡膠具有很好的彈性、耐寒性和很高的拉伸強度，在耐氧化和多次變形條件下耐切口撕裂比天然橡膠高，但加工性能如混煉、壓延等比天然橡膠稍差，耐磨性和耐疲勞性均較差。

氟硅橡膠又稱γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷，是用四氟化碳和乙烯為起始原料合成的，可由三甲基三(3-氟丙基)環三硅氧烷和少量四甲基四乙烯基環四硅氧烷(含少量封端劑)在催化劑存在下，進行催化聚合來制取。氟硅橡膠在保持有機硅材料的耐熱性、耐寒性、耐高電壓性和耐氣候老化等優異性能的基礎上，由于含氟基團的引入，又具有有機氟材料優異的耐氫類溶劑、耐油、耐酸堿性和更低的表面能性能。但是其耐磨性相對較差。

氟醚橡膠是由全氟烷基乙烯基醚、四氟乙烯和少量含硫化點單體組成的二元共聚彈性體。耐化學藥品性優異，除氟化溶劑外，不受任何介質影響，與聚四氟乙烯耐熱性相似，化學藥品和氣體的滲透性小。

目前尚無報道適用于電纜護套的、并綜合異戊橡膠、氟硅橡膠和氟醚橡膠三者優異性能的復合橡膠。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種異戊/氟硅/氟醚復合橡膠及其制備方法，特別適用于電纜護套材料，具有優異的絕緣性能、機械性能、阻燃性能，并耐老化、耐磨、耐油。

為實現上述目的，本發明是通過如下方案實現的：

一種異戊/氟硅/氟醚復合橡膠，是由以下重量份的原料制備而成：丙烯酸改性的異戊橡膠100份，氟硅橡膠25～30份，氟醚橡膠35～40份，聚磷酸銨4～5份，納米硼酸鋅4～5份，海藻酸鈉2～3份，表面改性的蟹殼粉3～4份，碳化硅3～4份，納米氧化鉻1～2份，改性凹凸棒土15～20份，硫化劑8～10份，二硫化四甲基秋蘭姆4～5份，N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3～4份。

優選的，所述硫化劑選自二硫代二嗎啉、叔丁基過氧化氫、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰中的任一種或幾種。

優選的，所述表面改性的蟹殼粉是通過以下方法制得的：將蟹殼粉于900～1000℃煅燒20～30分鐘，堿洗，球磨，然后倒入0.2～0.3倍重量的聚丙烯酸酯型超分散劑中，45～55℃改性處理40～50分鐘，過濾，干燥，即得。

進一步優選的，堿洗的具體方法是：將煅燒后的蟹殼粉加入質量濃度5～10％的氫氧化鈉溶液中，超聲分散20～30分鐘，然后加熱至回流，攪拌處理2～3小時，去離子水洗滌至中性，80～90℃烘干，即得；其中，蟹殼粉與氫氧化鈉溶液的質量體積比為1g：6～8mL。

進一步優選的，球磨條件為：200～300r/min條件下球磨處理15～18小時。

優選的，所述改性凹凸棒土是通過以下方法制得的：將凹凸棒土加入到硝酸鎂和硫酸鎂的水溶液中，85～95℃加熱2～3小時，過濾，干燥，即得。

進一步優選的，在硝酸鎂和硫酸鎂的水溶液中，硝酸鎂和硫酸鎂的質量濃度分別為15～25％和30～40％。

上述一種異戊/氟硅/氟醚復合橡膠的制備方法，包括步驟：

(1)將聚磷酸銨、納米硼酸鋅、海藻酸鈉、表面改性的蟹殼粉、碳化硅和納米氧化鉻加入去離子水中，超聲分散5～10分鐘，然后加入聚磷酸銨0.01～0.02倍重量的乳化劑，均質乳化，制成懸浮液，備用；

(2)利用800～900W的連續式微波爐對丙烯酸改性的異戊橡膠微波處理20～30秒，然后倒入到正硅酸乙酯中溶脹48～72小時，再轉移至正丁胺溶液中浸泡12～18小時，過濾，干燥，得到微波改性橡膠；

(3)將步驟(2)所得微波改性橡膠與氟硅橡膠、氟醚橡膠一并加入密煉機中混煉均勻，混煉溫度為35～40℃，密煉機轉速為70～80r/min，混煉時間為6～8分鐘；

(4)加熱至80～85℃，加入改性凹凸棒土以及步驟(1)所得懸浮液，混煉1～2小時；

(5)繼續升溫至130～140℃，加入硫化劑、二硫化四甲基秋蘭姆和N-環己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，繼續混煉1～2小時，即得。