一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法與流程
2023-04-29 13:14:26 5
本發明屬於硫化膠材料技術領域，具體涉及一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法。
背景技術：
隨著橡膠工業的飛速發展，橡膠複合材料綜合橡膠的高彈性和金屬的高強度等特性，廣泛應用於石油化工、建築、交通運輸等工業領域，其中橡膠與金屬膠粘劑的品質是複合材料成功的關鍵，隨著複合製品種類的增多及應用領域的拓展，對粘合技術的要求越來越苛刻。
石墨烯作為一種新型的功能性材料，具有極高的強度，優良的導電性能，而且還具有良好的導熱性。當前，石墨烯/聚合物複合材料已經得到較為廣泛的應用，石墨烯作為納米增強組分，少量添加可以使聚合物的電學性能、導熱性能、力學性能、熱性能以及氣體阻隔性能得到大幅提高。此外，石墨烯僅具有分子級厚度，其兩個基面均可吸附其它材料，因此以其作為催化劑載體具有其他納米材料無法比擬的優勢。
熱塑性硫化膠不僅具有類似傳統硫化橡膠的力學特徵，而且具有熱塑性材料的成型特徵，在聚合物共混及複合材料領域中佔有重要的地位，目前已在汽車、建築、醫療器械等領域得以應用。目前商業化的PP/EPDM 共混型熱塑性硫化膠，具有高強度、使用溫度範圍寬、耐油、加工流動性好等特點，但由於PP 分子中存在大量的具有不穩定性的叔碳氫原子，使其穩定性較差、抗UV 老化性不佳，一般需要添加抗氧劑、紫外線吸收劑等助劑來提高其穩定性和抗UV 老化性；另一方面，PP/EPDM 共混型熱塑性硫化膠的硬度偏高，為了降低硬度，通常需要在熱塑性硫化膠中大量充填軟化劑，但存在著軟化劑小分子遷移析出的隱患。因此，如何研發一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法，使其其具有拉伸強度與剪切強度高、耐候性好等優點，具有重要的現實意義。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法。
本發明採取的技術方案為：
一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法，其特徵在於，具體包括如下步驟：
（1）制石墨烯載體：在氮氣環境下將真空乾燥後的石墨烯加入聚合燒瓶，常溫下真空處理2-3h，經高純氮氣置換3次後在50-60℃條件下進行恆溫水浴，加入丙酮溶劑，攪拌45-50min後，加入混合物3-5%由四氯化鈦和氯化鎂按照摩爾比1:1組成的預處理介質，在40-60℃條件下恆溫攪拌3-5h；
（2）制聚合催化劑：在氮氣環境下將石墨烯載體加入經高純氮氣置換三遍後密封的球磨罐，注入石墨烯載體8-12%的鋁化物，把球磨罐放入高能球磨機中，控制球磨機轉速為600r/min，球料比為2：1研磨時間為5-6h；
（3）制混煉膠：按照重量比15:3: 0.2取EVA 樹脂、聚合催化劑和交聯劑TAIC，在30℃的雙輥開煉機上，攪拌均勻製成混煉膠；
（4）制粘接劑：向混煉膠中添加20-30%的由重量比2：5：20促進劑、潤溼分散劑和混合溶劑組成的混合物，用平板硫化機在165℃溫度下預熱8-10min，在剪切力場作用下動態硫化12-15min。
進一步的，所述步驟（2）中鋁化物三異丁基鋁和甲基鋁氧烷按照重量比2:3組成的混合物。
進一步的，所述步驟（4）中混合溶劑為環氧己烷和乙醚按照重量比2:5組成的混合物。
本發明的有益效果為：
本發明的聚合催化劑為黑色粉末狀，流動性較好，內含片層石墨烯載體、鋁化物和適量無水氯化鎂載體，催化劑活性中心穩定分布於無水氯化鎂表面晶體缺陷處、石墨烯表面羥基處，利於納米顆粒分散的效果；採用EVA 樹脂、聚合催化劑和交聯劑TAIC的共混體系作為混煉膠的成分，均具有優良的抗UV 老化性，扯斷伸長率大於100%，定伸永久變形低於50%；通過添加促進劑、潤溼分散劑等成分，實現對金屬基材和橡膠基材的粘接強度與90°剝離強度的增強，其極大地擴展了橡膠金屬熱硫化膠粘劑的應用範圍。
具體實施方式
實施例1
一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法，其特徵在於，具體包括如下步驟：
（1）制石墨烯載體：在氮氣環境下將真空乾燥後的石墨烯加入聚合燒瓶，常溫下真空處理2h，經高純氮氣置換3次後在50℃條件下進行恆溫水浴，加入丙酮溶劑，攪拌45min後，加入混合物3%由四氯化鈦和氯化鎂按照摩爾比1:1組成的預處理介質，在40℃條件下恆溫攪拌5h；
（2）制聚合催化劑：在氮氣環境下將石墨烯載體加入經高純氮氣置換三遍後密封的球磨罐，注入石墨烯載體8%的由三異丁基鋁和甲基鋁氧烷按照重量比2:3組成的鋁化物，把球磨罐放入高能球磨機中，控制球磨機轉速為600r/min，球料比為2：1研磨時間為5h；
（3）制混煉膠：按照重量比15:3: 0.2取EVA 樹脂、聚合催化劑和交聯劑TAIC，在30℃的雙輥開煉機上，攪拌均勻製成混煉膠；
（4）制粘接劑：向混煉膠中添加20%的由重量比2：5：20促進劑、潤溼分散劑和由環氧己烷和乙醚按照重量比2:5組成的混合溶劑組成的混合物，用平板硫化機在165℃溫度下預熱8min，在剪切力場作用下動態硫化12min。
實施例2
一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法，其特徵在於，具體包括如下步驟：
（1）制石墨烯載體：在氮氣環境下將真空乾燥後的石墨烯加入聚合燒瓶，常溫下真空處理2.5h，經高純氮氣置換3次後在55℃條件下進行恆溫水浴，加入丙酮溶劑，攪拌48min後，加入混合物4%由四氯化鈦和氯化鎂按照摩爾比1:1組成的預處理介質，在50℃條件下恆溫攪拌4h；
（2）制聚合催化劑：在氮氣環境下將石墨烯載體加入經高純氮氣置換三遍後密封的球磨罐，注入石墨烯載體10%的由三異丁基鋁和甲基鋁氧烷按照重量比2:3組成的鋁化物，把球磨罐放入高能球磨機中，控制球磨機轉速為600r/min，球料比為2：1研磨時間為5.5h；
（3）制混煉膠：按照重量比15:3: 0.2取EVA 樹脂、聚合催化劑和交聯劑TAIC，在30℃的雙輥開煉機上，攪拌均勻製成混煉膠；
（4）制粘接劑：向混煉膠中添加25%的由重量比2：5：20促進劑、潤溼分散劑和由環氧己烷和乙醚按照重量比2:5組成的混合溶劑組成的混合物，用平板硫化機在165℃溫度下預熱9min，在剪切力場作用下動態硫化13min。
實施例3
一種抗UV老化性硫化膠粘接劑的製備方法，其特徵在於，具體包括如下步驟：
（1）制石墨烯載體：在氮氣環境下將真空乾燥後的石墨烯加入聚合燒瓶，常溫下真空處理3h，經高純氮氣置換3次後在60℃條件下進行恆溫水浴，加入丙酮溶劑，攪拌50min後，加入混合物5%由四氯化鈦和氯化鎂按照摩爾比1:1組成的預處理介質，在60℃條件下恆溫攪拌3h；
（2）制聚合催化劑：在氮氣環境下將石墨烯載體加入經高純氮氣置換三遍後密封的球磨罐，注入石墨烯載體12%的由三異丁基鋁和甲基鋁氧烷按照重量比2:3組成的鋁化物，把球磨罐放入高能球磨機中，控制球磨機轉速為600r/min，球料比為2：1研磨時間為6h；
（3）制混煉膠：按照重量比15:3: 0.2取EVA 樹脂、聚合催化劑和交聯劑TAIC，在30℃的雙輥開煉機上，攪拌均勻製成混煉膠；
（4）制粘接劑：向混煉膠中添加30%的由重量比2：5：20促進劑、潤溼分散劑和由環氧己烷和乙醚按照重量比2:5組成的混合溶劑組成的混合物，用平板硫化機在165℃溫度下預熱10min，在剪切力場作用下動態硫化12min。
本實施例的熱硫化膠粘劑的使用方法：
首先將所述熱硫化膠粘劑塗覆於金屬基材表面，隨後將天然橡膠置於所述塗覆了熱硫化膠粘劑塗覆於金屬基材表面，在150℃和模壓15MPa 的條件下進行硫化，硫化時間為20min，使得所述金屬基材與所述天然橡膠通過所述膠粘劑粘合在一起形成橡膠金屬複合基材。
得到的橡膠金屬複合基材的粘接強度11.3MPa，90°剝離強度11.4KN/m，硫化橡膠拉伸強度19.6MPa、斷裂延伸率630％、邵式A 硬度33 度。
以上所述並非是對本發明的限制，應當指出：對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明實質範圍的前提下，還可以做出若干變化、改型、添加或替換，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。