一种环保型纳米稀土硅改性橡胶超疏水剂及其制备方法与流程

本发明属于橡胶功能复合材料与环保防水剂，具体涉及一种环保型纳米稀土硅改性橡胶超疏水剂及其制备方法。

背景技术：

1、超疏水橡胶材料广泛应用于建筑密封、电缆护套、户外橡胶制品、轨道交通与新能源装备等领域。现有橡胶基疏水剂普遍存在以下缺陷：

2、（1）纳米填料仅物理共混，分散性差、易团聚、界面结合力弱，长期使用易粉化、脱落；

3、（2）疏水性能不足，水接触角普遍低于 130°，耐人工老化低于 500h，无法满足户外长期使用；

4、（3）含挥发性有机溶剂、卤素、重金属，voc 含量高，环保性差，不符合高端领域环保要求。

5、目前现有技术未实现稀土金属螯合改性与纳米硅溶胶协同增强，未采用原位共价交联强化界面结合，无法同步实现超疏水、高耐候、高附着力与全环保的综合性能。

技术实现思路

1、3.1 要解决的技术问题

2、（1）纳米填料易团聚、界面结合弱、易脱落粉化；

3、（2）疏水剂疏水、耐候、附着力性能不达标；

4、（3）传统产品含毒、voc 高、环保性不足。

5、3.2 技术方案

6、一种环保型纳米稀土硅改性橡胶超疏水剂，按质量份计由以下组分组成：

7、橡胶基体 40～60 份、稀土镧 / 铈螯合有机改性纳米填料 5～15 份、中性纳米硅溶胶 8～20 份、环保硅烷偶联剂 1～3 份、环保增塑剂 2～5 份、环保交联剂 1～2.5份，去离子水补足至 100 份。

8、制备方法包括：稀土硅协同分散→低温塑炼→助剂预混→界面密炼共混→原位共价交联→冷却研磨过筛。

9、3.3 有益效果

10、（1）超疏水性能优异：水接触角≥150°，滚动角≤10°，自洁防污；

11、（2）全环保无毒：无溶剂、无卤素、无重金属、无甲醛，voc≤10g/l；

12、（3）高耐候长寿命：耐人工老化≥1000h，户外长期使用不开裂、不粉化；

13、（4）高附着力：0～1 级，与基体结合牢固，界面结合力提升 60% 以上；

14、（5）纳米分散均匀，工艺温和，适合工业化量产。

15、3.4 突出的实质性特点和显著进步

16、本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步：

17、1. 首创稀土镧 / 铈螯合 + 纳米硅溶胶协同改性体系，稀土提供界面锚固与耐候增强，硅溶胶构建疏水微结构，协同实现单一材料无法达到的高性能；

18、2. 采用原位共价交联工艺，从根本解决纳米填料易团聚、界面弱、易脱落的行业共性难题；

19、3. 实现超疏水、高耐候、高附着力、全环保四重协同，综合指标远优于现有产品；

20、4. 工艺简洁、原料易得、设备通用，具备显著工业应用价值。

21、本发明技术方案为完整独创体系，并非现有技术简单叠加，取得预料不到的技术效果，具备突出创造性。

1.一种环保型纳米稀土硅改性橡胶超疏水剂，其特征在于，按质量份计由以下组分组成：

2. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，所述橡胶基体为天然橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶中的一种或多种复配。

3. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，所述中性纳米硅溶胶粒径 10～50nm，固含量 20～40%，ph=6.8～7.2。

4. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，所述环保硅烷偶联剂为 kh550、kh560、kh570 中的一种。

5. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，所述环保增塑剂为环氧大豆油、柠檬酸酯、聚酯环保增塑剂中的一种。

6. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，所述环保交联剂为水性异氰酸酯、氮丙啶、环氧交联剂中的一种。

7. 一种权利要求 1～6 任一所述环保型纳米稀土硅改性橡胶超疏水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8. 根据权利要求 7 所述制备方法，其特征在于，所得超疏水剂界面结合力较物理共混提升 60% 以上，长期使用不粉化、不脱落。

9. 根据权利要求 1 所述超疏水剂，其特征在于，适用于建筑密封、轨道交通、电缆护套、新能源、户外橡胶制品领域。