一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料及其制备方法。本发明专利技术二元乙丙橡胶材料以二元乙丙橡胶、自由基失活剂、橡胶活性剂、补强剂、增塑剂、矿物质材料、偶联剂、硫化剂，以及硫化促进剂为主要原料。本发明专利技术中，通过以具有完全饱和的直链型结构的二元乙丙橡胶为原料，能够使得所制得的橡胶材料具有良好的耐热耐老化性能；同时，矿物质材料和硅烷偶联剂的使用，也能够有效提高橡胶材料中各原料间的粘合性能，并提高橡胶材料的绝缘性能，减少胶管由于内部电势差所导致的胶管开裂。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料及其制备方法
本专利技术涉及橡胶材料领域，具体而言，涉及一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料及其制备方法。
技术介绍
近年来随着各种新型汽车的开发，未来汽车的开发向着轻量化、低油耗发展，相较于发动机体积较大质量较高的老式汽车，现在的汽车发动机设计也趋向于减小体积和减轻质量。小体积发动机的使用使得汽车的小型化得以实现，但小体积发动机的使用同样也会带来一定的实际问题，主要在于发动机内部热量集中，不易于散热等。而在过高的使用温度条件下，以三元乙丙橡胶材料为散热器管以及暖风进出水管等管路则容易发生开裂、老化等风险。使用一种耐温等级更高的乙丙橡胶已经成为近些年来的新课题。经过长时间使用发现，以三元乙丙橡胶为材料的胶管长时间使用，胶管的内壁、或者内外壁会发生开裂现象。分析后发现导致胶管内部开裂的原因主要为：胶管在使用过程中内部介质接触金属等原件后会进行腐蚀，腐蚀后会产生离子而离子随着胶管内部介质定向移动产生电势差(电压)，胶管在高温、潮湿、电压作用下会发生沿内部介质流动方向的裂纹。胶管外部产生的裂纹主要由于热空气作用下橡胶分子链遭到自由基的破坏，导致大分子链发生断裂现象，三元乙丙橡胶中的第三单体(主要是ENB和DCPD两种)存在双键，双键键能较低活性较高在热用下分子链容易发生破坏，易发生老化反应。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，所述二元乙丙橡胶材料以具有完全饱和的直链型结构的二元乙丙橡胶为主要原料，因而能够使得材料具有良好的耐热耐老化性能；同时，矿物质材料也能够有效提高材料的绝缘性能，减少胶管由于内部电势差所导致的开裂问题。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料的制备方法，该方法具有工艺步骤简便，操作简单，适于规模化生产等优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶、自由基失活剂、橡胶活性剂、补强剂、增塑剂、矿物质材料、偶联剂、硫化剂，以及硫化促进剂。优选的，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料中，所述二元乙丙橡胶为高乙烯含量的高门尼二元乙丙橡胶和中乙烯含量的低门尼二元乙丙橡胶的混合物。优选的，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料中，所述矿物质材料为碳酸盐、矽丽粉，或者硅土中的一种或几种的混合矿物质材料；更优选的，所述矿物质材料为矽丽粉。优选的，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、聚醚类偶联剂，或者聚脂类偶联剂中的一种或几种的混合偶联剂；更优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选的，按照重量份数计，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶80～120份，自由基失活剂3～12份，橡胶活性剂3～12份，补强剂30～90份，增塑剂3～30份，矿物质材料5～50份，偶联剂1～10份，硫化剂1～10份，以及硫化促进剂1～10份。优选的，按照重量份数计，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶90～100份，自由基失活剂5～10份，橡胶活性剂5～10份，补强剂50～80份，增塑剂5～20份，矿物质材料10～30份，偶联剂1～5份，硫化剂2～8份，以及硫化促进剂2～8份。同时，本专利技术还提供了所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：先将自由基失活剂、橡胶活性剂和偶联剂混合，所得混合物与二元乙丙橡胶、增塑剂、矿物质材料、补强剂、硫化剂以及硫化促进剂混合后混炼、排胶，冷却停放后，得到所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料。优选的，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料的制备方法包括如下步骤：(a)橡胶活性剂和自由基失活剂、偶联剂进行无规则的混合，得到混合物；(b)将二元乙丙橡胶与步骤(a)中混合物进行充分混炼，然后加入炭黑、增塑剂和矿物质材料，混炼均匀后提栓排胶；(c)将步骤(b)所得混炼胶冷却停放后，加入硫化剂以及硫化促进剂，继续进行混炼，提栓后排胶，然后冷却停放，得到所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料。优选的，本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料的制备方法的步骤(b)中，二元乙丙橡胶与步骤(a)中混合物混炼的体系温度为100～200℃。进一步的，本专利技术还提供了一种由本专利技术所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料制得的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶胶管。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术中，通过以具有饱和直链型结构的二元乙丙橡胶为原料橡胶，因而能够有效提高橡胶材料的耐热老化性能；同时，通过添加具有绝缘性能的矿物质材料，可以使得本专利技术橡胶材料在10V电压下的电阻能够达到106Ω级别，从而减少橡胶材料因内部电势差所导致的开裂问题，同时也能够在一定程度上提高橡胶材料的强度；(2)本专利技术中，通过将高乙烯含量的高门尼二元乙丙橡胶和中乙烯含量的低门尼二元乙丙橡胶混合使用，从而能够在保证所制备的橡胶材料的力学性能和压扁性能的同时，还能够保证橡胶挤出过程中的流动性。(3)本专利技术制备方法中，通过使用偶联剂，从而能够通过化学方式将二元乙丙橡胶与矿物质材料进行结合，进而使得原料间能够更紧密结合，提高材料的耐电阻效果；同时，在高于80℃将活性剂、自由基失活剂、偶联剂其加入混炼体系中，从而可以提高体系的活性，进而使得原料二元乙丙橡胶能够与矿物质原料进间的粘结更加充分。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。有鉴于以三元乙丙橡胶为主体的胶管在使用中所存在着的耐高温性能差，以及易开裂等问题，本专利技术特提供了一种以二元乙丙橡胶为主要原料的橡胶材料，进而解决现有三元乙丙橡胶在实际使用中所存在的问题。具体的，本专利技术中所述二元乙丙橡胶材料的原料如下：二元乙丙橡胶、自由基失活剂、橡胶活性剂、补强剂、增塑剂、矿物质材料、偶联剂、硫化剂，以及硫化促进剂；本专利技术中，通过以具有饱和、直链结构的二元乙丙橡胶代替三元乙丙橡胶作为原料，能够避免由于不饱和双键活性较高分子链活性较大所导致的热、氧条件下易老化等问题，从而提高橡胶材料的耐热性；同时，通过增加矿物质材料作为原料，也能够提高橡胶材料的绝缘性能，从而降低橡胶材料在使用中由于内部电势差所导致的开裂的可能性；进一步的，偶联剂的使用也能够使得各组分，尤其是矿物质成分与二元乙丙橡胶间进行有机的化学连接，并使得各组分间混合更为紧密，达到更好的耐电阻效果。优选的，其中，所述二元乙丙橡胶为高乙烯含量的高门尼二元乙丙橡胶和中乙烯含量的低门尼二元乙丙橡胶的混合物，而将两种不同性能的二元乙丙橡胶混用，也能够在保证所制备的橡胶材料的力学性能和压扁性能的同时，还能够保证橡胶挤压过程中的流动性；例如，本专利技术中，可以将高乙烯含量的高门尼二元乙丙橡胶KEP070P以及中乙烯含量的低门尼二元乙丙橡胶KEP110的混合物作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶、自由基失活剂、橡胶活性剂、补强剂、增塑剂、矿物质材料、偶联剂、硫化剂，以及硫化促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶、自由基失活剂、橡胶活性剂、补强剂、增塑剂、矿物质材料、偶联剂、硫化剂，以及硫化促进剂。2.根据权利要求1所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，所述二元乙丙橡胶为高乙烯含量的高门尼二元乙丙橡胶和中乙烯含量的低门尼二元乙丙橡胶的混合物。3.根据权利要求1所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，所述矿物质材料为碳酸盐、矽丽粉，或者硅土中的一种或几种的混合矿物质材料；优选的，所述矿物质材料为矽丽粉。4.根据权利要求1所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、聚醚类偶联剂，或者聚脂类偶联剂中的一种或几种的混合偶联剂；优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。5.根据权利要求1所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，按照重量份数计，所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由以下原料制成：二元乙丙橡胶80～120份，自由基失活剂3～12份，橡胶活性剂3～12份，补强剂30～90份，增塑剂3～30份，矿物质材料5～50份，偶联剂1～10份，硫化剂1～10份，以及硫化促进剂1～10份。6.根据权利要求5所述的高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料，其特征在于，按照重量份数计，所述高耐电阻高强度的二元乙丙橡胶材料主要由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪起，谢非，薛俊芳，
申请(专利权)人：天津鹏翎胶管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12