本发明专利技术涉及一种高硬度三元乙丙橡胶材料及其挤出成型方法，由如下质量份的原料制备而成，生胶基体，100份；增塑剂，20～50份；炭黑，100～150份；硫化剂，1～4份；硫化促进剂，1～5份。其中，生胶基体为三元乙丙橡胶与1,2间规聚丁二烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物。通过在EPDM中并用EVA与RB，配合炭黑、增塑剂、硫化剂和硫化促进剂，最终制备出适合挤出生产的一种物理机械性能和耐天候性能良好的高硬度三元乙丙橡胶材料，并成功应用于集装箱门封条。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三元乙丙橡胶材料，具体涉及一种应用于集装箱门缝条领域的高硬度 三元乙丙橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
三元乙丙橡胶（EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料并用少量的非共轭二烯烃在 Zeigler-Netta或茂金属催化剂作用下聚合而成的一种通用合成橡胶。EPDM具有优异的耐 热、耐臭氧、耐老化和电绝缘性，且易与聚烯烃塑料共混，已广泛用于门窗密封胶条、汽车配 件、防水卷材、电线电缆及塑料改性等众多领域。 RB为日本JSR公司生产的一种低分子量，低结晶率的1，2间规聚丁二烯聚合物， 其中1，2-结构质量分数为90-96%，平均相对分子质量大于10万，结晶度为15-29%，熔点 为75-110°C。RB的特性以热塑性树脂为主，兼有橡胶特性（可参与硫化），具有优良的透明 性、柔软度、透气性、卫生性、热收缩性及低温热封性。在二烯烃橡胶中并用RB可改善胶料 注射时的流动性，提高挤出速度，改善产品的外观质量和耐臭氧老化等性能。 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)是由非极性、结晶性乙烯与强极性的醋酸乙烯两 种单体经共聚反应而制成的。EVA具有优良的弹性、耐候性、耐化学药品性、柔韧性，并且与 二烯烃共聚物有良好的相容性。 随着密封行业的不断发展，对EPDM密封材料也提出了更高的要求，如中国国际海 运集装箱（集团）股份有限公司向我司提出要开发一款具有优良性能的高硬度EPDM密封 产品以适应新型集装箱的开发与应用。获得高硬度（邵A硬度大于90)的传统方法，是使 用较多的补强填充剂和少量增塑剂。然而，胶料的整体性能(如压缩永久变形等）会由于橡 胶填充量过大而受到较大影响；同时，由于胶料的粘度大，其混炼和加工颇为困难，不易挤 出生产。专利CNlO 1982492A公开了一种可挤出生产的硬度大于80邵A的EPDM产品，但该 专利实施例中的硬度最高只达84邵A，未到90邵A。专利CN103865181A公开了一种高硬 度低压缩永久变形EPDM橡胶皮碗材料，该材料主要在EPDM中填充大量炭黑并以过氧化物 交联所得。但根据实施例中的配方及数据，其硬度只有85邵A，且过氧化物交联体系不能在 含氧环境中使用，不能用于热空气硫化。同时，该材料也不能适应挤出生产，只能模压生产。 交联的热固性树脂和非交联的热塑性树脂也可应用在橡胶工业中来获得较高硬 度的橡胶材料。其中广泛使用的有高密度聚乙烯（HDPE)、高苯乙烯树脂（HS-SBR)和酚醛 树脂/促进剂H体系。热塑性聚烯烃树脂(如HDPE)与EPDM是高度相容性的，但当胶料硬 度高于90SHA时，加入热塑性聚烯烃树脂对于胶料硬度和刚度的提高作用有限，且由于聚 烯烃树脂具有完全饱和的性质，它不参与硫化过程。因此，这些聚烯烃树脂内部不能像橡 胶形成三维空间网络，所以在高温（>200°C)下会呈现出软化的趋势，不利于产品生产。和 聚烯烃树脂不同，HS-SBR树脂在其聚合物主链上含有一些不饱和键，它能与以硫黄为基础 的硫化体系交联。然而由于HS-SBR树脂的极性性质，其与非极性的EPDM相容性较差，两相 的界面结合作用较弱，影响橡胶材料的物理机械性能。所以HS-SBR主要适用于以丁苯橡 胶（SBR)为主体的材料中。同理，酚醛树脂也因其高极性不适用于EPDM为主体基材的制品 中。专利CN103804802A公开了一种汽车密封条及制备方法，它由密封部位和U型装配部位 构成，所述U型装配部位由高硬度橡胶制成，所述高硬度橡胶的硬度多邵尔95A。该方法主 要为在超低门尼的三元乙丙橡胶中加入高苯乙烯、热塑性酚醛树脂和炭黑。但正由于低门 尼的三元乙丙橡胶的分子量太低，且与高苯乙烯、酚醛树脂的相容性较差，所以其制品的物 理机械性能特别差，实施例中无一能同时满足集装箱国家标准（GB/T15846-2006)中拉伸强 度彡7MPa，伸长率彡200%和压缩永久变形< 30的要求。 上述提及的橡胶材料都不同时具备高硬度（多90邵A)和较好的物理机械性能和 挤出加工性能。三元乙丙橡胶（EPDM)属非自补强橡胶，自身拉伸强度仅为2MPa左右，所以 要获得一种适合连续挤出生产的高硬度三元乙丙橡胶，最大的难点是实现优良的力学性能 (特别是硬度、弹性和强度）和挤出加工性能的平衡。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种橡胶材料，通过在EPDM 中并用RB，并以少量EVA作为增容剂提高两者的相容性，改善最终产品的物理机械性能，配 合一定量的细粒径炭黑与增塑剂，制备出一种高硬度的三元乙丙橡胶材料，作为特种集装 箱门封条使用。 本专利技术另一目的是提供上述高硬度三元乙丙橡胶材料的挤出制备方法。 本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种高硬度三元乙丙橡胶材料，由如 下质量份的原料制备而成， 生胶基体 100份 增塑剂 20~50份 炭黑 100~150份 硫化剂 1~4份 硫化促进剂 1~5份。 具体地，所述生胶基体为三元乙丙橡胶（EPDM)与1，2间规聚丁二烯（RB)和乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA)的共混物。EPDM与RB同为二烯烃共聚物，有着相对较好的相 容性，且两者可以通过硫化作用形成较好的共交联，因此该组合的并用胶具有较好的力学 性能。虽然EVA因分子链饱和而不参于硫化过程，但少量EVA的加入可以进一步增强EPDM 与RB的界面结合，能够显著改善最终橡胶材料的物理机械性能。这是由于EPDM与EVA有 着较好的相容性，同时EVA与RB具有相近的溶解度参数，在并用时三者可以达到较好的机 械相容甚至热力学相容。 优选地，所述三元乙丙橡胶、1，2间规聚丁二烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物三者的 质量比为70~90: 15~5: 5。将生胶基体中EPDM的含量控制在70%以上，使得EPDM在 共混物中保持连续相，保证最终橡胶材料具有明显的橡胶特性。 优选地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的质量比重为15%~18%，以 降低EVA的分子极性使之与EPDM具有较好的相容性。 优选地，所述RB的牌号优选RB820或RB830。 优选地，所述增塑剂为石蜡油，可保证橡胶材料的可加工性能，但过多的增塑剂也 会降低橡胶材料的硬度，本专利技术将其质量分数控制在20~50份/100份生胶基体。 所述炭黑的粒径为20~100nm，炭黑的加入有助于改善未硫化橡胶材料的加工性 能并提升橡胶材料的硬度和强度，炭黑优选卡博特公司所产的细粒径炭黑N330、N339或半 补强高结构炭黑N500。 所述硫化剂为硫磺，所述硫化促进剂为2-硫醇基苯并噻唑（M)、二硫代二苯并噻 唑（DM)、二丁基二硫代氨基甲酸锌（BZ)、四硫化双五亚甲基秋兰姆（DPTT)、二硫化四甲基 秋兰姆（TMTD)或N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺（CZ)中的一种或多种。 本专利技术的另一目的是提供一种制备上述高硬度三元乙丙橡胶材料的方法，先将 1，2间规聚丁二烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按比例混合，加热混炼使均匀，加热温度为 100~120°C，混炼时间不超过IOmin ;然后再加入三元乙丙橡胶、增塑剂、炭黑、硫化剂和硫 化促进剂，继续混炼，总混炼时间控制在30min以内；将混合均匀后的胶料停放24小时以 上，送入挤出机，控制挤出机机头、机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高硬度三元乙丙橡胶材料，其特征在于：由如下质量份的原料制备而成，生胶基体 100份增塑剂 20～50份炭黑 100～150份硫化剂 1～4份硫化促进剂 1～5份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李波，贡健，庄澎，沈少杰，钱振凯，沈赞，
申请(专利权)人：江阴海达橡塑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。