一种高阻燃改性羧基丁腈橡胶复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高阻燃改性羧基丁腈橡胶复合材料。
【背景技术】
[0002]目前，高分子材料已被广泛应用于人们的生活，如塑料、橡胶、纤维、涂料和胶粘剂等在世界各地需求量很大。尽管高分子材料相对于传统材料有很多优势，但其易燃性使其在某些特殊领域的应用受到限制。橡胶作为一种应用广泛的高分子材料，其阻燃性能不是很理想，因此，提高橡胶材料的阻燃性能，以满足高速发展的社会的要求是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃改性羧基丁腈橡胶复合材料，其阻燃性能好，耐高低温性和耐油性能优异。
[0004]本发明提出的一种高阻燃改性羧基丁腈橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分:有机硅改性羧基丁腈橡胶55-65份、环氧化丁腈橡胶15-35份、氯丁橡胶5_20份、硬脂酸1-2.5份、氧化锌1-3份、甲基丙烯酸锌0.2-1份、硫磺1-2份、过氧化二异丙苯1_2份、沉淀法白炭黑10-25份、二氧化钼5-20份、羧基化多壁碳纳米管10-25份、氢氧化铝3_10份、阻燃剂4-10份、氧化石墨10-25份、己二酸酯3-5份、邻苯二甲酸二丁酯2_5份、促进剂CZ 1-2份、促进剂TMTD 1-1.5份、防老剂RD 0.8-2份、防老剂H 0.2-1份、防老剂MB
0.5-1.5 份、防老剂 Aff 0.3-1.5 份；
[0005]其中，所述有机硅改性羧基丁腈橡胶按照以下工艺进行制备:将羧基丁腈橡胶与异氰酸丙基三乙氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡和对叔丁基邻苯二酚混合后，通入氮气，并在搅拌状态下升温至55-65°C，反应3_7h，降温得到有机硅改性羧基丁腈橡胶；
[0006]所述阻燃剂按照以下工艺进行制备:将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与乙烯基三乙氧基硅烷加入到甲苯中，通入氮气后在搅拌状态下升温至95-100°C，反应38-45min，然后加入过氧化苯甲酰，反应17-18h，反应结束后经冷却、过滤、蒸馏得到所述阻燃剂。
[0007]优选地，有机硅改性羧基丁腈橡胶、环氧化丁腈橡胶、氯丁橡胶的重量比为60-65:20-30:9-16o
[0008]优选地，其原料按重量份包括以下组分:有机硅改性羧基丁腈橡胶61-64份、环氧化丁腈橡胶22-28份、氯丁橡胶10-15份、硬脂酸1.6-2.2份、氧化锌1.5-2.7份、甲基丙烯酸锌0.4-0.8份、硫磺1.3-1.8份、过氧化二异丙苯1.2-1.9份、沉淀法白炭黑15-22份、二氧化钼9-15份、羧基化多壁碳纳米管15-21份、氢氧化铝5-9份、阻燃剂6_8份、氧化石墨
13-22份、己二酸酯3.5-4.5份、邻苯二甲酸二丁酯3.8-4.5份、促进剂CZ 1.2-1.8份、促进剂TMTD 1.2-1.35份、防老剂RD 1-1.5份、防老剂H 0.5-0.9份、防老剂MB 0.8-1.3份、防老剂 AW 0.5-1.2 份。
[0009]优选地，其原料按重量份包括以下组分:有机硅改性羧基丁腈橡胶63份、环氧化丁腈橡胶25份、氯丁橡胶13份、硬脂酸2份、氧化锌2.2份、甲基丙烯酸锌0.6份、硫磺1.5份、过氧化二异丙苯1.6份、沉淀法白炭黑20份、二氧化钼10份、羧基化多壁碳纳米管18份、氢氧化铝8份、阻燃剂7份、氧化石墨20份、己二酸酯4份、邻苯二甲酸二丁酯4.2份、促进剂CZ 1.6份、促进剂TMTD 1.25份、防老剂RD 1.3份、防老剂H 0.8份、防老剂MB I份、防老剂AW I份。
[0010]优选地，所述有机硅改性羧基丁腈橡胶按照以下工艺进行制备:按重量份将55-80份羧基丁腈橡胶与5-10份异氰酸丙基三乙氧基硅烷、0.1-0.3份二月桂酸二丁基锡和0.05-0.15份对叔丁基邻苯二酚混合后，通入氮气，并在搅拌状态下升温至58-63°C，反应4-6h，降温得到所述有机硅改性羧基丁腈橡胶。
[0011]优选地，所述有机硅改性羧基丁腈橡胶按照以下工艺进行制备:按重量份将60份羧基丁腈橡胶与8份异氰酸丙基三乙氧基硅烷、0.2份二月桂酸二丁基锡和0.1份对叔丁基邻苯二酚混合后，通入氮气，并在搅拌状态下升温至60°C，反应5.5h，降温得到所述有机硅改性羧基丁腈橡胶。
[0012]优选地，所述阻燃剂按照以下工艺进行制备:按重量份将15-20份9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与10-18份乙烯基三乙氧基硅烷加入到50-80份甲苯中，通入氮气后在搅拌状态下升温至95-100°C，反应38-45min，然后加入0.2-0.5份过氧化苯甲酰，反应17-18h，反应结束后经冷却、过滤、蒸馏得到所述阻燃剂。
[0013]优选地，所述阻燃剂按照以下工艺进行制备:按重量份将17份9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与15份乙烯基三乙氧基硅烷加入到70份甲苯中，通入氮气后在搅拌状态下升温至98°C，反应40min，然后加入0.35份过氧化苯甲酰，反应17.5h，反应结束后经冷却、过滤、蒸馏得到所述阻燃剂。
[0014]优选地，所述羧基化多壁碳纳米管的直径为5-15nm，长度为20-28 μ m，羧基质量分数为3-5 %。
[0015]本发明中，将羧基丁腈橡胶与异氰酸丙基三乙氧基硅烷混合，以二月桂酸二丁基锡为催化剂，以对叔丁基邻苯二酚为阻聚剂，在氮气的保护下进行反应，使羧基丁腈橡胶中的羟基与异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的异氰基发生反应，从而将硅氧烷引入到了羧基丁腈橡胶中，使羧基丁腈橡胶与异氰酸丙基三乙氧基硅烷结合为一体，与环氧化丁腈橡胶、氯丁橡胶混合后作为橡胶主料，相容性好，赋予复合材料优异的耐热性和耐油性，同时，有机硅改性羧基丁腈橡胶中的氧基硅烷可以与沉淀法白炭黑表面、羧基化多壁碳纳米管、氧化石墨的羟基、羧基发生反应，提高了沉淀法白炭黑、羧基化多壁碳纳米管、氧化石墨与橡胶的相容性，使其在橡胶基体中分散均匀，赋予复合材料优异的强度、耐热性和阻燃性；所述阻燃剂中，将9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与乙烯基三乙氧基硅烷混合后，在过氧化苯甲酰的引发下发生了反应，将9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与乙烯基三乙氧基硅烷结合为一体，提高了 9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与各组分的相容性，在羧基化多壁碳纳米管和氧化石墨的辅助下，阻燃性能好。
【具体实施方式】
[0016]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]在具体实施例中，本发明提出的一种高阻燃改性羧基丁腈橡胶复合材料，其原料中，有机硅改性羧基丁腈橡胶的重量份可以为55,56,56.3、58、59、61、62、62.3、63、63.4、64,64.5、65 份；环氧化丁腈橡胶的重量份可以为 15、16、17、18、18.5,19,19.3、21、23、25、26、28、29、29.3、31、32、34.5、35 份；氯丁橡胶的重量份可以为 5、6、7、8、8.6、9、9.3、10、10.6、11、11.3、12、13、15、16、16.3、18、18.6、19、19.3、20 份；硬脂酸的重量份可以为 1、
1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、1.9,2,2.1、2.2、2.3、2.34、2.4、2.46、2.5 份；氧化锌的重量份可以为 1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、1.9、2、2.1、2.4、2.56、2.6、2.68、2.8、2.9,2.93、3 份；甲基丙烯酸锌的重量份可以为 0.2,0.26,0.3,0.34、0.5、0.56、0.6,0.68,0.8,0.86,0.9,0.93、1份；硫磺的重量份可以为1、1.2、1.3、1.5、1.6