[發明專利]一種自修復橡膠材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810801908.0
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109111604B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 宋冠宇;林良生;劉立;劉紅偉;陳鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;C08L75/08;C08L9/02;C08L9/06;C08L11/00;C08L23/22;C08L9/00;C08L23/16;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/09
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;都春燕

1.一種自修復橡膠材料，其特征在于：由以下按質量份數計的組分組成：

所述自修復彈性預聚體的制備原料包括三官能度的聚醚多元醇、雙羥基封端聚二甲基硅氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、二月桂酸二丁基錫和交聯劑；所述交聯劑包括4,4'-二氨基二苯二硫醚、2,2'-二氨基二苯二硫醚、3,3'-二羥基二苯二硫醚、3,3',5,5'-四氯二苯二硫醚、4,4'-二甲氧基二苯二硫醚、4,4'-二氯二苯二硫醚、4,4'-二硝基二苯二硫醚、3,3'-二硝基二苯二硫醚中一種或幾種的混合物。

2.根據權利要求1所述的一種自修復橡膠材料，其特征在于：所述三官能度的聚醚多元醇分子量為1000～240000；所述雙羥基封端聚二甲基硅氧烷分子量為2000～600000，所述橡膠基體為天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠中的一種或幾種的混合物。

3.根據權利要求1或2所述的一種自修復橡膠材料，其特征在于：所述自修復彈性預聚體采用如下步驟制備：

(S1)將所述三官能度的聚醚多元醇和所述雙羥基封端聚二甲基硅氧烷混合均勻后抽真空處理得到混合溶液；

(S2)量取步驟(S1)得到的混合溶液，加入所述異佛爾酮二異氰酸酯和所述二月桂酸二丁基錫，升溫至55～80℃并攪拌，隨后升溫至90～110℃反應，將得到的產物降溫，得到自修復預聚體，真空保存備用；

(S3)稱取步驟(S2)得到的所述自修復預聚體使其溶于四氫呋喃有機試劑中；將所述交聯劑的四氫呋喃溶液緩慢滴加至上述的高分子溶液中，攪拌后轉移至聚四氟乙烯模具中，真空交聯后即得到所述自修復彈性預聚體。

4.根據權利要求3所述的一種自修復橡膠材料，其特征在于：

步驟(S1)中，稱取的所述三官能度的聚醚多元醇為5～30g，稱取的所述雙羥基封端聚二甲基硅氧烷為5～30g，在90～120℃的溫度下抽真空處理1～3小時；

步驟(S2)中，量取10～60g步驟(S1)得到的混合溶液，加入的所述異佛爾酮二異氰酸酯的質量為0.05～10g，加入的所述二月桂酸二丁基錫的體積為0.02～0.15mL，在55～80℃的攪拌時間為10～60分鐘，在90～110℃的反應時間為2～4小時，將得到的產物降溫至25℃；

步驟(S3)中，稱取步驟(S2)得到的所述自修復預聚體10～60g溶于7～60mL的所述四氫呋喃有機試劑中，量取的所述交聯劑的四氫呋喃溶液濃度為0.5～3.6g/mL，體積為1～6m，攪拌溫度為30～60℃，攪拌時間為20～120分鐘，在35～80℃下真空交聯12～64小時。

5.一種自修復橡膠材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

自修復彈性預聚體合成：

(T1)將三官能度的聚醚多元醇和雙羥基封端聚二甲基硅氧烷混合均勻后抽真空處理得到混合溶液；

(T2)量取步驟(T1)得到的混合溶液，加入異佛爾酮二異氰酸酯和二月桂酸二丁基錫，升溫至55～80℃并攪拌，隨后升溫至90～110℃反應，將得到的產物降溫，得到自修復預聚體，真空保存備用；

(T3)稱取步驟(T2)得到的所述自修復預聚體使其溶于四氫呋喃有機試劑中，將交聯劑的四氫呋喃溶液緩慢滴加至上述的高分子溶液中，攪拌后轉移至聚四氟乙烯模具中，真空交聯后即得到所述自修復彈性預聚體；

自修復橡膠材料制備：

(T4)稱取100份橡膠基體和3～45份所述自修復彈性預聚體，在橡膠開煉機上混煉均勻后依次加入硫化體系物料和補強體系物料，繼續混煉，然后在室溫停放，再置于模具中硫化，即得自修復橡膠材料。