[0024] 下面结合具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例1:
[0026] 本实施例的一种改性橡胶颗粒的制备方法,包括以下步骤:
[0027] 步骤一,氟橡胶表面改性:将氟橡胶先置于等离子体箱中辐照10min,辐照功率为200W,然后再采用紫外照射机照射15min,照射机输出功率为10mW/cm2,然后采用润透剂浸润,浸润温度为75℃,浸润采用210r/min的转速搅拌1h,然后再置于125℃下保温养护
20min,最后自然冷却至室温;
[0028] 步骤二,原料的称取:步骤一表面改性的氟橡胶65份、中超炭黑10份、硫化促进剂4份、纳米二氧化钛2份、有机化稀土3份;
[0029] 步骤三,混料:将步骤一表面改性的氟橡胶、中超炭黑、纳米二氧化钛、有机化稀土依次加入搅拌机中先进行高速搅拌,高速搅拌的转速为800r/min,搅拌20min,然后再低速搅拌,搅拌转速为220r/min,搅拌60min,搅拌结束,得到混料A;
[0030] 步骤四,混炼:将混料A先进行一次混炼,一次混炼温度为65℃,混炼35min,随后再加入硫化促进剂,二次混炼,二次混炼温度为75℃,混炼55min,得到混炼胶B;硫化促进剂的制备方法为将促进剂TMTD粉按照重量比3:1加入到纳米微硅粉中,然后加入海藻酸钠溶液先超声分散10-20min,然后再加入促进剂TMTD粉总量10-20%的八面沸石粉,以100-200r/min的转速进行低速搅拌20-30min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,再挤出造粒,得到硫化促进剂;
[0031] 步骤五,硫化:将步骤四中混炼胶B进行硫化,硫化温度为130℃,硫化时间为35min,硫化压力为10MPa,硫化结束,冷却至室温,再切粒,即得本发明的改性橡胶颗粒。
[0032] 本实施例的步骤一中的润透剂制备方法为:将40份脂肪族聚氧乙烯醚加入到100份亚麻籽油中,先以100r/min的转速搅拌20min,然后再加入10份改性聚四氟乙烯微粉,继续搅拌10min,即可。
[0033] 本实施例的改性聚四氟乙烯微粉的制备方法为:将聚四氟乙烯微粉与二氧化硅溶胶按照重量比1:3加入高压反应釜中,高压反应釜中施加10MPa的压力,然后以1000r/min的转速搅拌30min,随后再加入聚四氟乙烯微粉总量20%的硅酸铝纤维,随后将转速降低至300r/min,继续搅拌40min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,即可。
[0034] 本实施例的高压反应釜反应中伴随着脉冲磁场,脉冲磁场在硅酸铝纤维加入后工作10min,所述脉冲磁场采用电压为2Kv,频率为5KHz的脉冲信号,然后将脉冲信号接入到高压反应釜中实现脉冲磁场。
[0035] 本实施例的有机化稀土的制备方法为:将稀土镧先送入到三口反应瓶中,然后采用柠檬酸钠先超声分散20min,超声功率为200W,然后再与硅烷偶联剂KH560进行混合煮沸,煮沸温度为95℃,煮沸时间为20min,然后再超声振荡,再采用去离子水洗涤2次,最后干燥即得有机化稀土。
[0036] 本实施例的超声振荡的具体条件为先在400W的功率下超声10min,然后再在150W的功率下超声20min,即可。
[0037] 实施例2:
[0038] 本实施例的一种改性橡胶颗粒的制备方法,包括以下步骤:
[0039] 步骤一,氟橡胶表面改性:将氟橡胶先置于等离子体箱中辐照20min,辐照功率为200-300W,然后再采用紫外照射机照射25min,照射机输出功率为14mW/cm2,然后采用润透剂浸润,浸润温度为85℃,浸润采用280r/min的转速搅拌2h,然后再置于125-135℃下保温养护30min,最后自然冷却至室温;
[0040] 步骤二,原料的称取:步骤一表面改性的氟橡胶75份、中超炭黑20份、硫化促进剂8份、纳米二氧化钛5份、有机化稀土7份;
[0041] 步骤三,混料:将步骤一表面改性的氟橡胶、中超炭黑、纳米二氧化钛、有机化稀土依次加入搅拌机中先进行高速搅拌,高速搅拌的转速为1200r/min,搅拌30min,然后再低速搅拌,搅拌转速为260r/min,搅拌100min,搅拌结束,得到混料A;
[0042] 步骤四,混炼:将混料A先进行一次混炼,一次混炼温度为75℃,混炼45min,随后再加入硫化促进剂,二次混炼,二次混炼温度为85℃,混炼65min,得到混炼胶B;硫化促进剂的制备方法为将促进剂TMTD粉按照重量比3:1加入到纳米微硅粉中,然后加入海藻酸钠溶液先超声分散20min,然后再加入促进剂TMTD粉总量20%的八面沸石粉,以200r/min的转速进行低速搅拌30min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,再挤出造粒,得到硫化促进剂;
[0043] 步骤五,硫化:将步骤四中混炼胶B进行硫化,硫化温度为150℃,硫化时间为45min,硫化压力为20MPa,硫化结束,冷却至室温,再切粒,即得本发明的改性橡胶颗粒。
[0044] 本实施例的步骤一中的润透剂制备方法为:将50份脂肪族聚氧乙烯醚加入到200份亚麻籽油中,先以200r/min的转速搅拌30min,然后再加入20份改性聚四氟乙烯微粉,继续搅拌20min,即可。
[0045] 本实施例的改性聚四氟乙烯微粉的制备方法为:将聚四氟乙烯微粉与二氧化硅溶胶按照重量比1:3加入高压反应釜中,高压反应釜中施加20MPa的压力,然后以1500r/min的转速搅拌40min,随后再加入聚四氟乙烯微粉总量30%的硅酸铝纤维,随后将转速降低至400r/min,继续搅拌50min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,即可。
[0046] 本实施例的高压反应釜反应中伴随着脉冲磁场,脉冲磁场在硅酸铝纤维加入后工作10-20min,所述脉冲磁场采用电压为10Kv,频率为10KHz的脉冲信号,然后将脉冲信号接入到高压反应釜中实现脉冲磁场。
[0047] 本实施例的有机化稀土的制备方法为:将稀土镧先送入到三口反应瓶中,然后采用柠檬酸钠先超声分散30min,超声功率为300W,然后再与硅烷偶联剂KH560进行混合煮沸,煮沸温度为105℃,煮沸时间为30min,然后再超声振荡,再采用去离子水洗涤3次,最后干燥即得有机化稀土。
[0048] 本实施例的超声振荡的具体条件为先在500W的功率下超声20min,然后再在170W的功率下超声30min,即可。
[0049] 实施例3:
[0050] 本实施例的一种改性橡胶颗粒的制备方法,包括以下步骤:
[0051] 步骤一,氟橡胶表面改性:将氟橡胶先置于等离子体箱中辐照15min,辐照功率为250W,然后再采用紫外照射机照射20min,照射机输出功率为12mW/cm2,然后采用润透剂浸润,浸润温度为80℃,浸润采用245r/min的转速搅拌1.5h,然后再置于130℃下保温养护
25min,最后自然冷却至室温;
[0052] 步骤二,原料的称取:步骤一表面改性的氟橡胶70份、中超炭黑15份、硫化促进剂6份、纳米二氧化钛3.5份、有机化稀土5份;
[0053] 步骤三,混料:将步骤一表面改性的氟橡胶、中超炭黑、纳米二氧化钛、有机化稀土依次加入搅拌机中先进行高速搅拌,高速搅拌的转速为1000r/min,搅拌25min,然后再低速搅拌,搅拌转速为240r/min,搅拌80min,搅拌结束,得到混料A;
[0054] 步骤四,混炼:将混料A先进行一次混炼,一次混炼温度为70℃,混炼40min,随后再加入硫化促进剂,二次混炼,二次混炼温度为80℃,混炼60min,得到混炼胶B;硫化促进剂的制备方法为将促进剂TMTD粉按照重量比3:1加入到纳米微硅粉中,然后加入海藻酸钠溶液先超声分散15min,然后再加入促进剂TMTD粉总量15%的八面沸石粉,以150r/min的转速进行低速搅拌25min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,再挤出造粒,得到硫化促进剂;
[0055] 步骤五,硫化:将步骤四中混炼胶B进行硫化,硫化温度为140℃,硫化时间为40min,硫化压力为15MPa,硫化结束,冷却至室温,再切粒,即得本发明的改性橡胶颗粒。
[0056] 本实施例的步骤一中的润透剂制备方法为:将45份脂肪族聚氧乙烯醚加入到100-200份亚麻籽油中,先以150r/min的转速搅拌25min,然后再加入15份改性聚四氟乙烯微粉,继续搅拌15min,即可。
[0057] 本实施例的改性聚四氟乙烯微粉的制备方法为:将聚四氟乙烯微粉与二氧化硅溶胶按照重量比1:3加入高压反应釜中,高压反应釜中施加15MPa的压力,然后以1250r/min的转速搅拌35min,随后再加入聚四氟乙烯微粉总量25%的硅酸铝纤维,随后将转速降低至350r/min,继续搅拌45min,搅拌结束,洗涤、离心、干燥,即可。
[0058] 本实施例的高压反应釜反应中伴随着脉冲磁场,脉冲磁场在硅酸铝纤维加入后工作15min,所述脉冲磁场采用电压为6Kv,频率为7.5KHz的脉冲信号,然后将脉冲信号接入到高压反应釜中实现脉冲磁场。
[0059] 本实施例的有机化稀土的制备方法为:将稀土镧先送入到三口反应瓶中,然后采用柠檬酸钠先超声分散25min,超声功率为250W,然后再与硅烷偶联剂KH560进行混合煮沸,煮沸温度为100℃,煮沸时间为25min,然后再超声振荡,再采用去离子水洗涤3次,最后干燥即得有机化稀土。
[0060] 本实施例的超声振荡的具体条件为先在450W的功率下超声15min,然后再在160W的功率下超声25min,即可。
[0061] 对比例1:
[0062] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同,唯有不同的是润透剂制备中未加入改性聚四氟乙烯微粉。
[0063] 对比例2:
[0064] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同,唯有不同的是改性聚四氟乙烯微粉制备中将聚四氟乙烯改成石墨其余条件不变。
[0065] 对比例3:
[0066] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同,唯有不同的是改性聚四氟乙烯微粉制备中未添加硅酸铝纤维其余条件不变。
[0067] 对比例4:
[0068] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同,唯有不同的是硫化促进剂制备中未添加八面沸石粉。
[0069] 对比例5:
[0070] 与实施例3的材料及制备工艺基本相同,唯有不同的是未添加有机化稀土。
[0071] 对比例6:
[0072] 采用市场上的氟橡胶。
[0073] 测试方法:
[0074] 断裂伸长率按照GB/T 30776-2014标准进行测试;
[0075] 撕裂强度采用万能测试机按照MD2000进行测试;
[0076] 摩擦系数按照GB 10006-1988标准进行测试。
[0077] 性能测试:
[0078] 在常规条件下按照上述测试方法对实施例1-3及对比例1-4性能进行测试;
[0079] 测试结果如表1所示
[0080]
[0081]
[0082] 表1
[0083] 从表1可以看出,本发明实施例3磨损体积可达到0.025,而市场上的橡胶磨损体积为0.091,磨损体积降低了0.066,撕裂强度实施例3中达到86.3KN/m,对比例6为40.5KN/m,从对比例1-3中可知,本发明的改性聚四氟乙烯微粉对橡胶的撕裂强度、耐磨性能具有显著影响,未加入改性聚四氟乙烯微粉,橡胶的撕裂强度降低到64.1KN/m,降低了22.2KN/m,而磨损体积达到0.043,聚四氟乙烯微粉改性中未通过硅酸铝纤维的改性处理,撕裂强度降低了14KN/m,同时加入有机化稀土对耐磨性、抗撕裂性均有显著改善。
[0084] 本发明通过改变脉冲磁场的条件对聚四氟乙烯微粉与硅酸铝纤维反应结合度作出进一步探究
[0085] 测试结果如表2所示
[0086]
[0087]
[0088] 表2
[0089] 通过表2可知,脉冲磁场采用电压为6Kv,频率为7.5KHz的脉冲信号能够使聚四氟乙烯微粉与硅酸铝纤维具有很强的反应结合度,同时采用恒压磁场,聚四氟乙烯微粉与硅酸铝纤维反应结合度很差,粘合强度仅为16.5KN.m-1。
[0090] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0091] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。