一种高性能磁性复合橡胶材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种高性能磁性复合橡胶材料。
【背景技术】
[0002]橡胶材料是一种在大变形下能迅速恢复形变的高分子材料，它是国民经济的重要基础产业之一，为人们日常生活中不可或缺的日用、医用提供轻工橡胶产品；为采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件，应用十分广泛。近年来，橡胶工业的迅速发展，对橡胶制品提出了更高的要求，橡胶材料必须向着功能化、精细化和多元化的方向发展。传统的单一橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求。橡胶属于弹性体缺乏结晶能力，分子间作用力小，自由体积大，所以其强度、硬度、耐磨及疲劳等性能不高，所以要对橡胶经过补强，提高其性能。橡胶工业最传统的补强剂一直是炭黑和白炭黑，虽然具有一定的补强作用，但是这两种补强剂都具有很低的视密度，在向橡胶中添加时，极易产生飞扬，加工污染性重，同时加工时间长，混炼能耗大，且炭黑补强制品为单一的黑色，而且这两种补强剂很难赋予制品更高的硬度、更好的耐透气性等等。
[0003]石墨是一种层状材料，具有优良的润滑性能，在剥离状态下拥有非常高的形状系数，石墨是比强度最高的材料之一，而且拥有独特的功能特性，如导电性和导热性等，并且成本低，作为橡胶的增强材料能够提高其摩擦学性能，但是由于石墨材料本身的惰性性质及其层片间具有的范德华力，直接的加入到橡胶中会大大降低其机械性能，降低使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高性能磁性复合橡胶材料。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高性能磁性复合橡胶材料，由以下重量份的原料制备制成:磁性碳粉8-11、磁性铁粉12-15、促进剂NS0.5-0.7、环氧蚕蛹油酸丁酯2_3、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6_1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、防老剂RD1-2、尼龙纤维14-15、硫磺4_5、硬脂酸钙2_3、聚砜3_4、滑石粉13-15、桉树油0.6-1、磷酸三苯酯1-2。
[0006]所述一种高性能磁性复合橡胶材料，由下列具体步骤制备制成:
(1)将聚砜加热至熔融后和磁性碳粉、磁性铁粉、滑石粉混合搅拌均匀，待其冷却到室温后粉碎备用；
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2-3h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维；
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷却后备用；
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90-100° C，以100-200r/min的速度密炼3-5min，加入步骤(3)制备的产物、硫磺和硬脂酸钙，升温至120-140° C，以400_600r/min的速度密炼10-15min，再加入其余剩余物质以200_400r/min的速度密炼5_7min，薄通4_6次，得到橡胶材料。
[0007]本发明的优点是:本发明采用具有比强度高、导热、导电和减磨性能好的石墨作为增强材料，因直接加到橡胶中会大大降低机械性能，降低使用寿命，本发明将石墨加到聚丙烯腈的纺丝液中，通过纺丝、氧化、炭化的方式得到石墨负载的聚丙烯腈碳纤维，通过液体丁腈橡胶吸附附着在其表面，防止了过度的聚集，然后共混共沉得到橡胶母粒，再和生胶混炼得到的橡胶材料具有优良的强度、抗疲劳性、导热、减磨、耐腐蚀等特性，添加的经处理的磁性碳粉、磁性铁粉、滑石粉协同作用大大提高了橡胶材料的高磁性能、耐腐蚀性、绝缘、耐火、柔软等作用，本发明的高性能磁性橡胶材料，可长时间保持磁而又稳定磁性能，断裂伸长率高，而且不易损坏，材料强度高，制备成本低，值得推广。
【具体实施方式】
[0008]—种高性能磁性复合橡胶材料，由以下重量份(公斤)的原料制备制成:磁性碳粉8、磁性铁粉12、促进剂NS0.5、环氧蚕蛹油酸丁酯2、聚丙烯腈24、石墨12、粉煤灰微珠3、十二烷基硫酸钠0.7、液体丁腈橡胶42、甲基丙烯酸0.6、丁腈橡胶52、丁苯橡胶20、防老剂RD1、尼龙纤维14、硫磺4、硬脂酸钙2、聚砜3、滑石粉13、桉树油0.6、磷酸三苯酯1。
[0009]所述一种高性能磁性复合橡胶材料，由下列具体步骤制备制成:
(1)将聚砜加热至熔融后和磁性碳粉、磁性铁粉、滑石粉混合搅拌均匀，待其冷却到室温后粉碎备用；
(2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维；
(3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50 ° C下干燥24h，冷却后备用;
(4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90°C，以lOOr/min的速度密炼3min，加入步骤(3)制备的产物、硫磺和硬脂酸|丐，升温至120° C，以400r/min的速度密炼lOmin，再加入其余剩余物质以200r/min的速度密炼5min，薄通4次，得到橡胶材料。
[0010]按照实施例制备的橡胶材料对其进行性能测试，结果如下:
硬度(A):52，拉伸强度(MPa):3.9，100%定伸应力(MPa):1.4，断裂伸长率(％):512，扯断永久变形(％):6，撕裂强度(KN/m):33.8，摩擦系数:0.7，体积磨损量(mm3):6.8。
【主权项】
1.一种高性能磁性复合橡胶材料，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成:磁性碳粉8-11、磁性铁粉12-15、促进剂NS0.5-0.7、环氧蚕蛹油酸丁酯2_3、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6_1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、防老剂RD1-2、尼龙纤维14-15、硫磺4_5、硬脂酸钙2_3、聚砜3-4、滑石粉13-15、桉树油0.6-1、磷酸三苯酯1_2。2.根据权利要求1所述一种高性能磁性复合橡胶材料，其特征在于，由下列具体步骤制备制成: (1)将聚砜加热至熔融后和磁性碳粉、磁性铁粉、滑石粉混合搅拌均匀，待其冷却到室温后粉碎备用； (2)将聚丙烯腈加到二甲基亚砜溶液中，进行搅拌打浆，浓度控制在16-18%，再加入甲基丙烯酸混合搅拌均匀，将石墨和粉煤灰微珠在真空干燥箱中干燥，按照固液比1:5-7加入去离子水，再加入十二烷基硫酸钠继续超声搅拌均匀，取其上清液加到聚丙烯腈溶液中，室温下搅拌2-3h，经过滤、静置脱泡、纺丝、碳化得到聚丙烯腈复合纤维； (3)将步骤(3)制得复合纤维短切后和步骤(1)制备的产物、液体丁腈橡胶混合，再加入lwt%的氯化钙水溶液进行絮凝，经洗涤并在鼓风干燥箱中于50-70° C下干燥24-30h，冷却后备用； (4)将丁腈橡胶和丁苯橡胶加到密炼机中，升温至90-100°C，以100-200r/min的速度密炼3-5min，加入步骤(3)制备的产物、硫磺和硬脂酸钙，升温至120-140° C，以400_600r/min的速度密炼10-15min，再加入其余剩余物质以200_400r/min的速度密炼5_7min，薄通4_6次，得到橡胶材料。
【专利摘要】本发明公开了一种高性能磁性复合橡胶材料，由以下重量份的原料制备制成：磁性碳粉8-11、磁性铁粉12-15、促进剂NS0.5-0.7、环氧蚕蛹油酸丁酯2-3、聚丙烯腈24-27、石墨12-13、粉煤灰微珠3-4、十二烷基硫酸钠0.7-1、液体丁腈橡胶42-55、甲基丙烯酸0.6-1、丁腈橡胶52-60、丁苯橡胶20-25、防老剂RD1-2、尼龙纤维14-15、硫磺4-5、硬脂酸钙2-3、聚砜3-4、滑石粉13-15、桉树油0.6-1、磷酸三苯酯1-2；本发明的高性能磁性橡胶材料，可长时间保持磁而又稳定磁性能，断裂伸长率高，而且不易损坏，材料强度高，制备成本低，值得推广。
【IPC分类】C08K5/523, C08K5/098, C08K3/04, C08L91/00, C08K3/08, C08L9/06, C08K3/34, C08L77/00, C08K3/06, C08K13/02, C08L81/06, C08L9/02, C08L33/20, B29B7/28
【公开号】CN105400001
【申请号】CN201510887449
【发明人】张庆
【申请人】安徽创奇乐智能游乐设备有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月2日