一种三元乙丙橡胶波纹管材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三元乙丙橡胶波纹管材料，其原料按重量份包括：EPDM，19‑28份；炭黑，6‑12份；轻钙，7‑15份；氧化锌，1‑2份；硬脂酸，0.2‑0.6份；防老剂，0.1‑0.3份；硫磺，0.1‑0.2份；促进剂，0.3‑0.4份；古马隆树脂，0.5‑1份；操作油，6‑12份。所述三元乙丙橡胶波纹管材料具有良好的耐高低温性及优异的耐候性、密封性以及力学性能，同时使用寿命长，生产效率高，成本低。此外，本发明专利技术中还公开了一种三元乙丙橡胶波纹管材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶材料
，特别是一种三元乙丙橡胶波纹管材料及其制备方法。
技术介绍
波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。波纹管主要包括金属波纹管，其应用于补偿管线热变形、减震、吸收管线沉降变形等作用，广泛应用于石化、仪表、航天、化工、电力、水泥、冶金等行业。但由于金属管的密封性、耐酸碱性、耐候性等的限制，使得非金属材质的波纹管在介质输送、电力穿线、机床、家电等领域有着不可替代的作用。现代非金属材质的波纹管一般采用塑料(PA、PE、PP、PVC)波纹管，其中每种波纹管都有自身的优缺点，例如PVC管(UPVC管)硬聚氯乙烯管，是由聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等配合后用热压法挤压成型，是最早得到开发应用的塑料波纹管材。虽然UPVC管抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低、质地坚硬，但是由于有UPVC单体和添加剂渗出，其环保以及耐热、密封性能方面较差，使其在高精密行业的发展受到限制。同样PE波纹管有中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管，和钢管比较，施工工艺简单，有一定的柔韧性，更主要的是不用作防腐处理，将节省大量的工序。缺点就器械性不如钢管，并且不能裸露于空气中阳光下，并且对化学物品敏感，容易造成污染。同时一般塑料材质的波纹管的耐热温度均不超过250℃，如遇高温、火焰等危险安全无法保障，且使用寿命低，一般在4-8年左右。波纹管的应用范围很广，从低温到高温，从中性介质到腐蚀性介质，从低
速到高速，从普通到苛刻的工作条件都可选用。因此，波纹管对非金属波纹管材料的密封性、耐老化性、耐酸碱性、耐热性能、耐寒性能均有较高的要求。由于波纹管的生产工艺要求高，波纹管对力学性能也要求较高。因此，亟需针对现有技术的缺陷，提供一种可克服现有的塑料波纹管的各自缺点，同时具有很好的性价比的塑胶材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术提出了一种三元乙丙橡胶波纹管材料及其制备方法。所述三元乙丙橡胶波纹管材料具有良好的耐高低温性及优异的耐候性、密封性以及力学性能，同时使用寿命长，生产效率高，成本低。一种三元乙丙橡胶波纹管材料，其原料按重量份包括：在具体实施方式中，EPDM的重量份可以为20、21、22、23、24、25、26、27；炭黑的重量份可以为6.5、7.2、8.3、9.5、10.1、10.9、11.2、11.8；轻钙的重量份可以为7.5、8.5、9.5、10.5、11.5、12.5、13.5、14.5份；氧化
锌的重量份可以为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9；硬脂酸的重量份可以为0.22、0.28、0.31、0.36、0.42、0.45、0.51、0.55、0.58；防老剂的重量份可以为0.12、0.16、0.18、0.22、0.24、0.26、0.28；硫磺的重量份可以为0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19；促进剂的重量份可以为0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39；古马隆树脂的重量份可以为0.52、0.58、0.63、0.69、0.72、0.77、0.84、0.91、0.97；操作油的重量份可以为6.5、7.2、7.9、8.5、9.1、10.2、10.5、11.1、11.7。优选地，EPDM是由乙烯、丙烯和非共轭二烯在催化剂条件下聚合得到的三元共聚物，非共轭二烯为亚乙基降冰片烯或者双环戊二烯，乙烯、丙烯和非共轭二烯的摩尔比为30-50:35-55:12-16。优选地，炭黑是由炭黑N330和炭黑N550组成，炭黑N330和炭黑N550的重量配比为1:5-6。优选地，促进剂是由秋兰姆类促进剂和噻唑类促进剂组成，秋兰姆类促进剂选自二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、四硫化四甲基秋兰姆和四硫化(1,5-亚戊基)秋兰姆中的一种或者几种；噻唑类促进剂选自2-巯醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N,N-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或者几种。优选地，防老剂是防老剂4010、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂3100中的一种或者多种。优选地，操作油为石蜡油，石蜡油的石蜡基含量为65-70％，芳烃含量为3-8％，环烷烃为25-30％；100℃下的运动粘度为5-20mm2/s，优选为10-20mm2/s。优选地，硫磺和促进剂的重量配比为1：2-4。一种三元乙丙橡胶波纹管材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将EPDM投入密炼机中塑炼均匀后，再依次加入轻钙、氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂、炭黑、古马隆树脂、操作油，混炼均匀，排料，冷却得到母炼胶；S2、将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺，混炼均匀，出片，冷却，得到终炼胶；S3、将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，进行硫化，硫化结束后冷却至室温，脱模得到所述三元乙丙橡胶波纹管材料。优选地，在S1中，将EPDM投入密炼机中，于80-100℃下塑炼35-45min后，再依次加入轻钙、氧化锌、硬脂酸、防老剂、促进剂、炭黑、古马隆树脂、操作油，于90-110℃下混炼15-25min，排料，冷却得到母炼胶。优选地，在S2中，将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺，在40-60℃下混炼10-20min，出片，冷却，得到终炼胶。优选地，在S3中，将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，控制上模温度为180-190℃，下模温度为190-200℃，进行硫化。本专利技术中，采用一定比例的三元乙丙橡胶，添加了补强填充体系、增塑剂、加工助剂及硫化体系，因三元乙丙橡胶的化学性质相对稳定，同时选用特定配比的乙烯、丙烯和亚乙基降冰片烯或者双环戊二烯聚合得到三元聚合物，使其拉伸强度、扯断伸长率、弹性及玻璃化温度都处于一个合理的状态，用于波纹管材料中，可提高波纹管橡胶自身的耐高低温性能及耐介质性能，并最大限度地保证了波纹管的密封性、耐候性；一定比例的炭黑N330和炭黑N550混合使用并控制两者的添加量，可保证波纹管材料的弹性，增加材料的抗拉强度和撕裂强度，并使产品的密封性能随时间变化无明显变化，延长使用寿命；氧化锌
和硬脂酸可以提高三元乙丙橡胶硫化时的硫化效率、提高三元乙丙橡胶波纹管材料的导热性能以及改善波纹管的物理力学性能；由硫磺、秋兰姆类促进剂、噻唑类促进剂组成的快速硫化体系可使材料在制备过程中的硫化成型时间大大缩短，从而有效提高产品的生产效率，降低生产成本；同时限定硫磺和促进剂的比例，由此形成一种有效硫化体系，抗硫化返原性好，且硫化均匀，适用于厚制品硫化，得到的硫化胶也具有良好的耐热性和耐压缩变形性；采用操作油类增塑剂，并限定操作油各组分含量，可提高三元乙丙橡胶波纹管材料的耐低温性能并保证材料在低温下性能稳定，提供良好的加工性能。本专利技术中，按照上述配方与制备方法制成的波纹管材料，可满足波纹管材料的国产化，产品满足密封性、耐老化性、耐酸碱性、耐热性能、耐寒性的测试等性能要求并具有良好的耐高低温性及优异的耐候性、密封性以及力学性能，同时使用寿命长，且生产效率高，成本低。附图说明图1为本专利技术提出的一种三元乙丙橡胶波纹管材料的制备工艺流程图。具体实施方式本专利技术提出了一种三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，其原料按重量份包括：

【技术特征摘要】
1.一种三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，其原料按重量份包括：2.根据权利要求1所述三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，所述EPDM是由乙烯、丙烯和非共轭二烯在催化剂条件下聚合得到的三元共聚物，非共轭二烯为亚乙基降冰片烯或者双环戊二烯，乙烯、丙烯和非共轭二烯的摩尔配比为30-50:35-55:12-16。3.根据权利要求1或2所述三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，所述炭黑是由炭黑N330和炭黑N550组成，炭黑N330和炭黑N550的重量配比为1:5-6。4.根据权利要求1-3任一项所述三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，促进剂是由秋兰姆类促进剂和噻唑类促进剂组成，秋兰姆类促进剂选自二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、四硫化四甲基秋兰姆和四硫化(1,5-亚戊基)秋兰姆中的一种或者几种；噻唑类促进剂选自2-巯醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N,N-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-
\t叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或者几种。5.根据权利要求1-4任一项所述三元乙丙橡胶波纹管材料，其特征在于，操作油为石蜡油，石蜡油的石蜡基含量为65-70％，芳烃含量为3-8％，环烷烃为25-30％；100℃下的运动粘度为5-20mm2/s，优选为10-20mm2/s。6.根据权利要求1-5任一项所述三元乙丙橡胶波纹管材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁云龙，丁筱军，
申请(专利权)人：安徽华润仪表线缆有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34