橡胶组合物及加工方法，及应用其的密封件及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种橡胶组合物，以及加工该橡胶组合物的方法，及包含该橡胶组合物的密封条，以及其生产方法，该橡胶组合物组分按照重量份计，其包括：橡胶基体100份、交联体系2～20份、补强填充剂60～300份、增塑剂20～170份、金属氧化物3～25份，其中，橡胶基体按质量份包含：支化聚乙烯的含量为a：0＜a≤100份，二元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份；三元乙丙橡胶的含量c：0≤c＜100份。本发明专利技术的技术效果是提供了一种抗压缩永久变形性能良好的密封件。

【技术实现步骤摘要】
橡胶组合物及加工方法，及应用其的密封件及生产方法
本专利技术属于橡胶
，具体涉及一种橡胶组合物及其加工方法，还涉及到一种应用该橡胶组合物的密封件，以及生产该密封件的方法。
技术介绍
橡胶密封的应用场合一般要求制品具有较好的耐老化性和较低的压缩永久变形，从而获得长期可靠的密封性，目前许多密封制品会采用乙丙橡胶来制造。相比于硫磺硫化体系，用过氧化物交联体系可以获得耐老化性更好且压缩永久变形更低的橡胶制品，但是过氧化物交联得到的制品的力学强度一般弱于硫黄硫化的制品，这会导致制品在生产和使用过程中，容易发生断裂或撕裂等损坏情况。如何同时改善乙丙橡胶的耐老化性、力学强度以及耐压缩永久变形性是一个有待解决的问题。乙丙橡胶是一种分子主链饱和的合成橡胶，可分为二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶两大类，两者都具有很好的耐老化性，乙丙橡胶类制品中常用的是三元乙丙橡胶，但是由于三元乙丙橡胶含有第三单体，分子链含有双键，而二元乙丙橡胶分子链完全饱和，所以二元乙丙橡胶具有更加优异的耐老化性，因此在对耐老化性能有较高要求的场合，通过并用二元乙丙橡胶来改善三元乙丙橡胶的耐老化性是一种常见的技术方案。但二元乙丙橡胶的力学强度偏低，会影响整体的物理机械性能。二元乙丙橡胶是一种乙烯与丙烯的共聚物，属于乙烯与α-烯烃共聚物。乙烯与α-烯烃共聚物是只含碳氢元素且分子链饱和的聚合物，此类聚合物中常见的碳原子类型一般可分为伯碳、仲碳、叔碳，而叔碳原子是最容易被夺氢而形成自由基的，所以叔碳原子占所有碳原子的比例一般被认为是影响乙烯与α-烯烃共聚物耐老化性的主要因素，该比例越低则耐老化性越好，该比例可用支化度来表述，例如丙烯重量百分含量为60％的二元乙丙橡胶，可计算得到其每1000个碳原子中包含200个丙烯单元，即有200个叔碳原子或者200个甲基支链，因此其支化度是200个支链/1000个碳。二元乙丙橡胶的乙烯重量百分含量一般在40％～65％或者40％～60％，故其支化度一般在117～200个支链/1000个碳或者133～200个支链/1000个碳的区间内，该支化度可以认为高于其它常见的乙烯与α-烯烃共聚物。现有技术中，常见的乙烯与α-烯烃共聚物中的α-烯烃除了选用丙烯外，还可以选用碳原子数不小于4的α-烯烃，可以选自C4-C20的α-烯烃，通常选自1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。若乙烯与α-烯烃共聚物的支化度偏低，则熔点和结晶度过高，不适合作为橡胶组份使用，若支化度偏高，则α-烯烃的含量较高，这会导致工艺难度和原料成本偏高，可操作性和经济性较低。现有技术中，乙烯与1-丁烯或者乙烯与1-辛烯共聚得到的聚烯烃根据结晶度和熔点的高低，可以被称为聚烯烃塑性体或者聚烯烃弹性体，其中部分聚烯烃弹性体牌号由于结晶度与熔点适当，可以与乙丙橡胶良好并用，且支化度较低，被视为是一种改善乙丙橡胶耐老化性的理想材料，在一定程度上可以替代乙丙橡胶使用。由于相对于乙烯与1-丁烯共聚物，乙烯与1-辛烯共聚物分子链更柔软、更具橡胶弹性和良好的物理机械性能，所以目前橡胶制品中常用的聚烯烃弹性体一般为乙烯和1-辛烯的共聚物，其辛烯重量百分含量一般不高于45％，更常用的不高于40％，对应的支化度一般不高于56个支链/1000个碳，更常用的支化度不高于50个支链/1000个碳，远低于二元乙丙橡胶的支化度，因此其具有非常优异的耐老化性，而且物理机械性能良好。橡胶一般需要交联后使用，在乙丙橡胶常用的交联方式中，适合乙烯与α-烯烃共聚物的可以是过氧化物交联或辐照交联，两者主要都是通过夺取叔碳氢原子，形成叔碳自由基，再通过自由基结合形成碳碳交联，但是乙烯和1-辛烯的共聚物(以下简称POE)的叔碳原子较少，且和叔碳原子相连的支链长，空间位阻大，较难发生自由基反应，导致交联困难，影响加工效率和制品性能，比如抗压缩永久变形性难以令人满意。所以目前需要一种更好的技术方案，可以改善乙丙橡胶的耐老化性能，同时可以具备较好的物理机械性能和交联表现，并且抗压缩永久变形性良好。此外压缩永久变形性能还与乙丙橡胶的分子量分布有关，分子量分布窄的乙丙橡胶具有相对较低的压缩永久变形。乙丙橡胶的分子量分布大部分在3～5之间，最高可达8～9，有少部分乙丙橡胶的分子量分布接近2并且方便加工，但成本较高。而理论上聚合物分子量分布最小可以趋于1，所以密封件的选材还可以做进一步优化，来更好地实现密封效果。中国专利申请号为201410200113.6公开了一种聚乙烯橡胶及其加工方法，公开的具体内容是聚乙烯橡胶的原料配方，以及加工方法，但其没有公开利用包含该种橡胶作为橡胶基体获取的新型橡胶，以及利用该新型橡胶制作密封件的方法。该专利所公开的配方无法很好满足采用快速挤出加工的密封件的工艺要求。而且含胶量较高，成本较高。目前，还未见利用支化聚乙烯分子量分布窄的优点，将其应用于制备抗压缩永久变形性能良好的密封件的公开报道。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种橡胶组合物及其加工方法，和包含该橡胶组合物的密封件及其生产方法，采用支化度不低于50个支链/1000个碳的支化聚乙烯来替代部分或者全部乙丙橡胶，在具备良好加工性能的同时，获得一种抗压缩永久变形性能良好的密封件。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种橡胶组合物，按重量份计，其包括：橡胶基体和必要组分，所述橡胶基体包含：支化聚乙烯的含量为a：0＜a≤100份；二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份；以100重量份橡胶基体计，所述必要组分包含：交联体系2～20份，补强填充剂60～300份，增塑剂20～170份，金属氧化物3～25份，其中，支化聚乙烯的支化度不低于50个支链/1000个碳，重均分子量不低于5万，门尼粘度ML(1+4)125℃不低于2，交联体系包含交联剂和助交联剂。“支化聚乙烯”在现有技术中除了指有支链的乙烯均聚物外，也可以指有支链的饱和乙烯基共聚物，常用的如乙烯-α-烯烃共聚物，其可以是POE，尽管POE在物理机械性能和耐老化性上表现良好，但是交联表现不佳，所以虽然本专利技术所述支化聚乙烯可以同时包含支化乙烯均聚物和POE，但较好的选择是支化聚乙烯高比例包含或者仅包含支化乙烯均聚物，本专利技术优选的技术方案是支化聚乙烯中仅包含支化乙烯均聚物。在对本专利技术技术方案的进一步阐述中，如无特殊说明，则所采用的支化聚乙烯均为支化乙烯均聚物。本专利技术所用支化聚乙烯是一类支化度不低于50个支链/1000个碳的乙烯均聚物，可称为BranchedPolyethylene或者BranchedPE，目前它的合成方法主要由后过渡金属催化剂基于“链行走机理”催化乙烯均聚得到，优选的后过渡金属催化剂可以为(α-二亚胺)镍/钯催化剂的其中一种。其链行走机理的本质是指后过渡金属催化剂，如(α-二亚胺)镍/钯催化剂在催化烯烃聚合过程中较为容易发生β-氢消除反应和再插入反应，从而导致支链产生。这类支化聚乙烯基于主链的支链可以具有不同碳原子数，具体可以是1～6个，或者更多的碳原子。(α-二亚胺)镍催化剂的生产成本明显低于(α-二亚胺)钯催化剂，而且(α-二亚胺)镍催化剂催化乙烯聚合的速率高且活性高，更加适合工业化应用，所以本专利技术优选通过(α-二亚胺)镍催化剂催化乙烯聚合制备的支化聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶组合物，其特征在于，按单位重量份计，其包括：橡胶基体和必要组分，所述橡胶基体包含：支化聚乙烯的含量a：0＜a≤100份；二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份；以100重量份橡胶基体计，所述必要组分包含：交联体系2～20份，补强填充剂60～300份，增塑剂20～170份，金属氧化物3～25份，其中，所述支化聚乙烯包含乙烯均聚物，其支化度不低于50个支链/1000个碳，重均分子量不低于5万，门尼粘度ML(1+4)125℃不低于2，所述交联体系包含交联剂和助交联剂。

【技术特征摘要】
2017.01.13 CN 20171002469501.一种橡胶组合物，其特征在于，按单位重量份计，其包括：橡胶基体和必要组分，所述橡胶基体包含：支化聚乙烯的含量a：0＜a≤100份；二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的含量b：0≤b＜100份；以100重量份橡胶基体计，所述必要组分包含：交联体系2～20份，补强填充剂60～300份，增塑剂20～170份，金属氧化物3～25份，其中，所述支化聚乙烯包含乙烯均聚物，其支化度不低于50个支链/1000个碳，重均分子量不低于5万，门尼粘度ML(1+4)125℃不低于2，所述交联体系包含交联剂和助交联剂。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，按100重量份橡胶基体计，所述支化聚乙烯的含量a：10≤a≤100份；二元乙丙橡胶与三元乙丙橡胶的含量b：0≤b≤90份，所述支化聚乙烯为乙烯均聚物，其支化度为60～130个支链/1000个碳，重均分子量为6.6万～51.8万，门尼粘度ML(1+4)125℃为6～102。3.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述交联剂包含硫磺或过氧化物交联剂中的至少一种，所述过氧化物交联剂包含二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、1,1-叔丁基过氧化物-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔-3、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述助交联剂包含三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸三乙二酯、偏苯三酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-双亚糠基丙酮、1,2-聚丁二烯、硫磺和不饱和羧酸金属盐中的至少一种。5.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，以100重量份橡胶基体计，所述交联体系还包含硫化促进剂0～3份，所述硫化促进剂包含2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二正丁基二硫代氨基甲酸锌、N-环己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺、N，N-二环己基-2-苯噻唑基次磺酰胺、双马来酰亚胺、亚乙基硫脲中的至少一种。6.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂包含硬脂酸、松焦油、机油、环烷油、石蜡油、古马隆树脂、RX-80、石蜡中的至少一种。7.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，所述补强填充剂包含炭黑、...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州星庐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33