[發(fā)明專利]一種氫化丁腈橡膠用二氧化硅納米復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010310967.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN111423622B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紅;王亞男;汪中明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/12
• 分類號(hào): C08K9/12;C08K3/30;C08K3/36;C08K7/00;C08L15/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 耿小強(qiáng)

本發(fā)明提供了一種氫化丁腈橡膠用二氧化硅納米復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，采用硅酸鈉為二氧化硅前驅(qū)體，以硫酸為沉淀劑，通過原位沉淀的方法制備得到二硫化鉬/二氧化硅納米補(bǔ)強(qiáng)劑；在制備過程中加入層狀二硫化鉬，可以使二氧化硅納米顆粒直接在二硫化鉬表面生長(zhǎng)，減少了納米填料在橡膠中的團(tuán)聚現(xiàn)象，由二硫化鉬和二氧化硅雙重組分的納米填料可以起到協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)作用，增強(qiáng)了填料的補(bǔ)強(qiáng)效率，使補(bǔ)強(qiáng)劑更加穩(wěn)定和高效。本發(fā)明制備的雙組分納米補(bǔ)強(qiáng)劑具有穩(wěn)定、高效和綠色環(huán)保顯著等優(yōu)點(diǎn)，將促進(jìn)氫化丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)體系的進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二氧化硅納米復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)劑及其制備方法，特別是一種氫化丁腈橡膠用二氧化硅納米復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)劑(MoS₂/SiO₂)及其制備方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

氫化丁腈作為一種高飽和度的合成橡膠，其發(fā)展受到了各國(guó)政府的高度重視。以氫化丁腈橡膠作為航空、油田以及密封領(lǐng)域廣泛使用的彈性體材料時(shí)，其橡膠補(bǔ)強(qiáng)體系具有高效以及功能性等優(yōu)點(diǎn)，被視為極端條件下使用的彈性體材料的首選。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN201611130069介紹了一種氫化丁腈橡膠復(fù)合材料及其制備方法，該方法使用天然氣補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774作為橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑，用量為35～40份，使用硅微粉為補(bǔ)強(qiáng)助劑，用量為15～20份。天然氣補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774具有環(huán)境污染、嚴(yán)重依賴天然氣等化石能源的缺點(diǎn)。在氫化丁腈橡膠復(fù)合材料中，天然氣補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774的用量較大，結(jié)合硅微粉的用量，氫化丁腈橡膠復(fù)合材料中補(bǔ)強(qiáng)劑用量過大，補(bǔ)強(qiáng)劑與氫化丁腈母膠質(zhì)量比為補(bǔ)強(qiáng)劑:氫化丁腈母膠＝50～60:100，這種橡膠復(fù)合材料中填料使用效率過低，產(chǎn)生一定的資源浪費(fèi)。

中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN201410391897介紹一種高強(qiáng)度抗高壓耐硫化氫腐蝕氫化丁腈橡膠硫化膠。橡膠復(fù)合材料中補(bǔ)強(qiáng)劑與氫化丁腈母膠質(zhì)量比為補(bǔ)強(qiáng)劑:氫化丁腈母膠＝60～120:100，該復(fù)合材料中使用過多的補(bǔ)強(qiáng)劑，補(bǔ)強(qiáng)劑效率極低，產(chǎn)生嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

二氧化硅納米顆粒具有環(huán)境無污染、價(jià)格低廉、補(bǔ)強(qiáng)性能優(yōu)異的特點(diǎn)，被認(rèn)為是可以替代炭黑的新一代綠色填料。二氧化硅表面富含親水性羥基，易于改性，但其為納米顆粒狀態(tài)時(shí)易于在橡膠中團(tuán)聚，團(tuán)聚體的形成限制了其對(duì)橡膠補(bǔ)強(qiáng)作用的發(fā)揮，不利于得到高性能氫化丁腈橡膠復(fù)合材料，從而不利于氫化丁腈橡膠的大規(guī)模應(yīng)用。

開發(fā)高效、分散性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的二氧化硅納米復(fù)合填料，應(yīng)用于氫化丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)體系，對(duì)高性能氫化丁腈橡膠復(fù)合材料的應(yīng)用具有非常重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。

因此，提供一種用于氫化丁腈橡膠補(bǔ)強(qiáng)體系的高效、穩(wěn)定性強(qiáng)，并且在橡膠中保持高度的分散性的二硫化鉬/二氧化硅納米補(bǔ)強(qiáng)劑(MoS₂/SiO₂)及其制備方法就成為該技術(shù)領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種氫化丁腈橡膠用的二硫化鉬/二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)劑，使其具有高分散性、高效以及穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達(dá)到的：

一種氫化丁腈橡膠用二氧化硅納米復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)劑，以二硫化鉬為納米二氧化硅的載體，同時(shí)二硫化鉬為補(bǔ)強(qiáng)助劑，納米二氧化硅為主要補(bǔ)強(qiáng)組分，其質(zhì)量比為：二硫化鉬：納米二氧化硅＝0.3：30～1.2：30。

優(yōu)選地，所述二硫化鉬為通過溶劑超聲法制備的層狀二硫化鉬。

優(yōu)選地，所述納米二氧化硅高分散負(fù)載于層狀二硫化鉬表面，形成應(yīng)力耗散中心。

優(yōu)選地，所述應(yīng)力耗散中心是納米二氧化硅與二硫化鉬組成的納米材料，納米二氧化硅的粒徑為10～20nm，二硫化鉬的邊長(zhǎng)為400～1000nm。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述氫化丁腈橡膠用二氧化硅納米補(bǔ)強(qiáng)劑的制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達(dá)到的：