三元乙丙橡胶组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，包括以下质量份数的原料组分：50～150份的三元乙丙橡胶、4～6份的氧化锌、0.5～1份的硬脂酸、1～3份的聚乙二醇、100～110份的改性叶蜡石、120～130份的炭黑、70～75份的石蜡油、0.5～1份的硫磺和2.5～7份的促进剂。本发明专利技术获取的三元乙丙橡胶组合物，原料组分的选择无毒环保，且有效将各组分配伍，使三元乙丙橡胶组合物显著降低压缩永久变形且耐热性优，尤其在150℃仍具有较好耐热性，远远优于现有硫磺硫化体系制备的橡胶组合物的性能，且接近但成本远低于过氧化物硫化体系制备的橡胶组合物，也不需要二段硫化工艺，简化了硫化工艺且降低的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
三元乙丙橡胶组合物及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料
，尤其涉及一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法。
技术介绍
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM(EthylenePropyleneDieneMonomer)表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。现有技术中三元乙丙橡胶(EPDM)的配方设计时通常采用硫磺、硫磺/过氧化物、过氧化物硫化体系。硫磺类常用促进剂，如TMTD、DTDM等，存在毒性、致癌性亚硝胺，并且，硫磺类的耐热等级较低(≤125℃)，压缩永久变形大；过氧化物类常用交联剂，如DCP、DBP、BIBP等，需在特殊的橡胶性能要求和特殊加工条件下有限地应用，并且，存在异味、喷晶、成本高等问题，在进行硫化时往往采用二段硫化工艺，步骤繁复；同时受高填充比例、低含胶率因素的影响，即时存在TAIC等交联助剂，而过氧化物类交联剂的用量依然无法有效减少，导致橡胶组合物成本较高。
技术实现思路
本专利技术针对上述的技术问题，提出一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种三元乙丙橡胶组合物，包括以下质量份数的原料组分：50～150份的三元乙丙橡胶、4～6份的氧化锌、0.5～1份的硬脂酸、1～3份的聚乙二醇、100～110份的改性叶蜡石、120～130份的炭黑、70～75份的石蜡油、0.5～1份的硫磺和2.5～7份的促进剂。作为优选，所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和/或门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。作为优选，所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。作为优选，所述门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶与所述门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶的质量比为1～5:1。作为优选，所述炭黑为N550炭黑。作为优选，所述硫磺为硫磺IS-60。作为优选，所述促进剂包括促进剂IS-60、促进剂TBzTD-70、促进剂MBT-80和促进剂DM中的一种或几种组合。作为优选，所述促进剂包括以下重量份数的原料组分：0.5～1份的促进剂IS-60、0.5～1份的促进剂TBzTD-70、1～3份的促进剂MBT-80和1～3份的促进剂DM。一种上述三元乙丙橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：取三元乙丙橡胶、氧化锌和聚乙二醇加入密炼机进行加压混炼；当温度达到30～35℃时，加入改性叶蜡石、炭黑和石蜡油行加压混炼；当温度达到80～85℃时，加入硫磺和促进剂进行加压混炼；当温度达到90℃～95℃时，将混合好的胶料排到开炼机上返胶混炼，下片后经硫化处理得到三元乙丙橡胶组合物。作为优选，包括以下步骤：所述硫化处理条件为150～180℃硫化20～40min。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术提供的一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法选用聚乙二醇作为加工助剂，其价格低，具有优异的分散性，在橡胶组合物中可取得补强和加工性的平衡，提高制品的抗老化能力，改善制品抵抗酸碱类液体的渗透侵蚀；选择改性叶蜡石作为橡塑增强剂并用使三元乙丙橡胶组合物时具有显著降低压缩永久变形的作用，而与其他常用填充补强剂，如高岭土、轻钙等并用时基本无效果；选择不同门尼粘度、乙烯含量的三元乙丙橡胶并用，使获取的三元乙丙橡胶组合物具有低压缩永久变形的生胶比例，同时兼顾良好的耐高、低温性能，其耐热性优，尤其在150℃仍具有较好耐热性，远远优于现有硫磺硫化体系制备的橡胶组合物的性能，且接近但成本远低于过氧化物硫化体系制备的三元乙丙橡胶组合物。2、本专利技术提供的一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，不使用有毒性、有致癌性亚硝胺的促进剂，符合VOC环保要求，同时，避免对聚酯线产品产生胺解等不良影响；本专利技术不使用过氧化物类交联剂，在进行硫化步骤中不需要二段硫化工艺，简化了橡胶组合物的硫化步骤，大大降低了三元乙丙橡胶组合物的制备成本，且提高了三元乙丙橡胶组合物的硫化效率。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种三元乙丙橡胶组合物，包括以下质量份数的原料组分：50～150份的三元乙丙橡胶、4～6份的氧化锌、0.5～1份的硬脂酸、1～3份的聚乙二醇、100～110份的改性叶蜡石、120～130份的炭黑、70～75份的石蜡油、0.5～1份的硫磺和2.5～7份的促进剂。本专利技术将改性叶蜡石CreateE2与聚乙二醇PEG-6000并用能够带来显著的耐热性且有效降低压缩永久变形性，针对非炭黑补强填充剂会损害橡胶的弹性，增大压缩永久变形，这与在应力作用下，橡胶分子链在非活性填充剂表面滑动，除去应力以后，又阻碍橡胶分子链的恢复有关。改性叶蜡的成分中含有80％以上的二氧化硅，而聚乙二醇PEG-6000对二氧化硅具有特别的活化、分散作用，可以提高橡胶组合物中橡胶和非炭黑补强填充剂的结合性能，减小应力作用下橡胶分子链的位移，减小对橡胶分子链恢复的阻碍作用，从而降低压缩永久变形。在一可选实施例中，所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和/或门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。在一可选实施例中，所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。本专利技术提供的三元乙丙橡胶组合物，通过配伍添加不同门尼粘度、乙烯含量的三元乙丙橡胶，使获取的三元乙丙橡胶组合物具有更优的生胶比例，显著降低压缩永久变形。具体的，所述门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶中，门尼粘度ML(1+4)125℃可以为55、58、60或65；乙烯含量可以为60％、62％、64％、66％、68％或70％；所述门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶中，门尼粘度ML(1+4)125℃可以为75、78、80、82或85；乙烯含量可以为45％、48％、50％、52％或55％。针对上述列举的不同门尼粘度和不同乙烯含量的三元乙丙橡胶，本领域技术人员可根据实际应用需要，进行选择，以实现在与其他组分配伍的情况下，有效降低压缩永久变形的作用，随机配伍的门尼粘度和乙烯含量所获得的三元乙丙橡胶均在本专利技术的保护范围内。在一可选实施例中，所述门尼粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元乙丙橡胶组合物，其特征在于：包括以下质量份数的原料组分：50～150份的三元乙丙橡胶、4～6份的氧化锌、0.5～1份的硬脂酸、1～3份的聚乙二醇、100～110份的改性叶蜡石、120～130份的炭黑、70～75份的石蜡油、0.5～1份的硫磺和2.5～7份的促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种三元乙丙橡胶组合物，其特征在于：包括以下质量份数的原料组分：50～150份的三元乙丙橡胶、4～6份的氧化锌、0.5～1份的硬脂酸、1～3份的聚乙二醇、100～110份的改性叶蜡石、120～130份的炭黑、70～75份的石蜡油、0.5～1份的硫磺和2.5～7份的促进剂。2.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于：所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和/或门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。3.根据权利要求2所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于：所述三元乙丙橡胶包括门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶和门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶。4.根据权利要求3所述的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于：所述门尼粘度ML(1+4)125℃为55～65且乙烯含量为60％～70％的三元乙丙橡胶与所述门尼粘度ML(1+4)125℃为75～85且乙烯含量为45％～55％的三元乙丙橡胶的质量比为1～5:1。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，黄英，汤宝光，聂军，刘松涛，
申请(专利权)人：青岛三祥科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37