一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料及其制备方法，包括按重量份计的下述组分：生胶100份、补强填充剂30‑80份、增塑剂2‑10份、防老剂2‑5份和复合硫化剂3‑6份；生胶包括EPDM和三元乙丁橡胶，EPDM的第三单体为VNB；所述复合硫化剂包括过氧化物、硫黄、硫载体或铂金催化剂中的两种及以上。本发明专利技术不仅可以显著提高胶料的耐热老化性能，使得橡胶制品在高温条件下使用时，能够较长时间的保持正常的物理力学性能，而且可保证胶料具有优异的耐低温性能，避免胶料因温度过低导致的变硬发脆问题；此外，还可以改善胶料与金属的粘接性能，可满足橡胶件金属的使用要求，扩大实际应用范围。

A kind of EPDM adhesive with high and low temperature resistance and high adhesive strength and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料及其制备方法
本专利技术属于橡胶材料领域，尤其涉及一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料及其制备方法。
技术介绍
三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯以及不饱和的第三单体(非共轭二烯烃)制成的三元共聚物，EPDM的第三单体主要包括ENB(5-亚乙基-2-降冰片烯)、DCPD(双环戊二烯)、HD(1,4-己二烯)以及VNB(5-乙烯基-2-降冰片烯)四种。EPDM的分子结构决定其具有卓越的耐老化、耐化学介质、优良的电绝缘特性，目前在汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆、胶管、胶带、汽车密封件等橡胶制品中得到了广泛应用。EPDM虽具有上述优异性能，但据本专利技术人研究分析，也存在一定的缺点，限制了其在部分特殊领域的推广应用，如：低温性能一般，当EPDM分子链中乙烯基含量高时，具有一定的结晶性，使其在低温下弹性降低，甚至变硬变脆，丧失实际使用价值；分子结构中缺少活性基团，内聚能低，同时胶料易于喷霜，使其自粘性和互粘性变差，从而导致EPDM与金属的粘接性能欠佳，限制了EPDM在橡胶金属件中的应用；普通EPDM虽具有较好的耐高温性能，但在较高温(如150℃以上)条件下长时间使用时，仍存在硬度上升、拉伸强度和拉断伸长率降低的问题，导致其无法在比较高的温度条件下长时间使用；此外，EPDM主要采用硫黄硫化体系和过氧化物硫化体系，酚醛树脂硫化和辐射硫化所占比例很小，过氧化物硫化可使EPDM具有优异的耐高温性能以及低压缩永久变形，但不利于EPDM与金属的粘接性能，限制了EPDM在橡胶金属件中的应用；采用硫黄硫化体系时，EPDM与金属的粘接性能较好，但耐热老化性能和压缩永久变形较差，采用单一硫化体系无法同时满足耐高温、低压变以及高粘接强度的要求。
技术实现思路
本专利技术为弥补EPDM橡胶材料在高低温性能以及粘接性能方面无法兼顾的难题，尤其是改善胶料在较高温度(如150℃以上)下的力学性能以及粘接性能，提供一种耐高低温高粘接强度的EPDM胶料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料，包括按重量份计的下述组分：生胶100份、补强填充剂30-80份、增塑剂2-10份、防老剂2-5份和复合硫化剂3-6份；所述生胶包括EPDM和三元乙丁橡胶，所述EPDM的第三单体为VNB，EPDM与三元乙丁橡胶质量比为(70:30)-(40:60)；所述复合硫化剂包括过氧化物、硫黄、硫载体或铂金催化剂中的两种及以上。进一步的，所述EPDM选用乙烯含量55-65wt％、VNB含量1-4wt％的生胶，三元乙丁橡胶选择乙烯含量45-55wt％、ENB含量≥6.5wt％的生胶。进一步的，所述过氧化物包括2,5-二甲基-2,5(二叔丁基过氧)己烷或过氧化二异丙苯，所述硫载体包括二硫化二己内酰胺或4-4’-二硫化二吗啉，所述铂金催化剂主要成分为氯铂酸。进一步的，所述复合硫化剂采用下述几种形式：硫黄与过氧化物并用，或硫黄、过氧化物与硫载体并用，或硫黄、过氧化物与铂金催化剂并用，或硫黄、过氧化物、硫载体与铂金催化剂并用。进一步的，所述复合硫化剂各组分质量份分别为：过氧化物1.5-4份、硫黄0.3-0.6份、硫载体0.8-1.5份、铂金催化剂0.2-0.5份。进一步的，所述复合硫化剂还包括N，N'-间苯撑多马来酰亚胺，加入量为0.3-1.5份。进一步的，所述补强填充剂包括炭黑、白炭黑、片状云母粉、高岭土、陶土、蒙脱土或强威粉中的一种或多种；防老剂包括RD、MB、4010、4020、AO-80或抗氧剂1010中的一种或多种。进一步的，所述增塑剂包括磷酸三辛酯、古马隆、芳烃油或石蜡油中的一种或多种。本专利技术提供的一种所述耐高低温高粘接强度EPDM胶料的制备方法，包括下述的步骤：(1)将生胶加入炼胶设备中，混合均匀后加入补强填充剂进行混炼，然后加入增塑剂及其他助剂，混合均匀后加入复合硫化剂，得到混炼胶；(2)将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到所述耐高低温高粘接强度EPDM胶料。进一步的，通过控制下述组分的相对用量使胶料达到不同的性能：提高EPDM、过氧化物以及铂金催化剂用量以改善高温性能；提高三元乙丁橡胶及增塑剂用量以改善耐低温性能；提高三元乙丁橡胶、硫黄及硫载体用量以改善粘接性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创新性的使用VNB型EPDM与三元乙丁橡胶按照一定的比例进行并用，VNB-EPDM第三单体的双键位于分子链末端，更容易进行交联反应，因而交联效率高、交联密度大，从而改善了胶料的耐高温性能；通过并用三元乙丁橡胶，在分子链中引入了柔性基团，可大幅降低胶料的玻璃化转变温度，改善低温性能；此外，三元乙丁橡胶分子链中双键比例高，粘着力强，有利于改善胶料与金属的粘接性能；VNB-EPDM与三元乙丁橡胶并用可同时改善胶料的高低温性能，拓宽胶料的实际使用温度范围。(2)选择复合硫化剂，过氧化物、硫黄、硫载体以及铂金催化剂的复配使用，可根据胶料的实际性能要求进行合理的复配使用；过氧化物硫化剂和铂金催化剂可分别形成-C-C-和-Si-O-Si-键，这些化学键的键能较高，对耐高温性能非常有利；硫黄硫化剂形成单硫键、双硫键以及多硫键，可显著提高EPDM与金属的粘接性能；硫载体正常硫化条件下能够释放出游离硫，与普通硫黄硫化剂不同，它主要形成的是单硫键和双硫键，胶料具有较好的耐热老化性能，同时可改善粘接性能。通过上述硫化剂的合理复配使用，可保证胶料具有优异的耐高温性能和粘接强度。(3)胶料的耐高温性能可通过提高VNB-EPDM并用比例、过氧化物以及铂金催化剂用量进行改善，尤其是铂金催化剂可显著改善高温性能；胶料的耐低温性能可通过提高三元乙丁橡胶及增塑剂用量进行控制；胶料的粘接性能可通过提高三元乙丁橡胶、硫黄及硫载体用量进行改善。(4)与传统的添加大量增塑剂(如石蜡油、酯类增塑剂等)来改善低温性能方式不同，本专利技术通过并用三元乙丁橡胶来改善胶料的低温性能，一方面可解决因增塑剂在高温条件下喷出而导致硬度大幅上升问题，另一方面可解决油类增塑剂对粘接不利的难题，实现高低温性能和粘接性能的平衡。综上，本专利技术提供了一种成本低、性能优异且制备方法简单的耐高低温且粘接性能优异的EPDM橡胶材料及其制备方法，该专利技术不仅可以显著提高胶料的耐热老化性能，使得橡胶制品在高温条件下使用时，能够较长时间的保持正常的物理力学性能，如弹性、硬度、强度以及伸长率等，解决了普通胶料因热氧老化导致的硬度显著上升、力学性能明显下降的难题；而且可保证胶料具有优异的耐低温性能，低温脆性温度可达到-65℃以下，避免胶料因温度过低导致的变硬发脆问题；此外，还可以改善胶料与金属的粘接性能，使其粘接强度达到6MPa以上，可满足橡胶件金属的使用要求，扩大实际应用范围。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，包括按重量份计的下述组分：生胶100份、补强填充剂30-80份、增塑剂2-10份、防老剂2-5份和复合硫化剂3-6份；所述生胶包括EPDM和三元乙丁橡胶，所述EPDM的第三单体为VNB，EPDM与三元乙丁橡胶质量比为(70:30)-(40:60)；所述复合硫化剂包括过氧化物、硫黄、硫载体或铂金催化剂中的两种及以上。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，包括按重量份计的下述组分：生胶100份、补强填充剂30-80份、增塑剂2-10份、防老剂2-5份和复合硫化剂3-6份；所述生胶包括EPDM和三元乙丁橡胶，所述EPDM的第三单体为VNB，EPDM与三元乙丁橡胶质量比为(70:30)-(40:60)；所述复合硫化剂包括过氧化物、硫黄、硫载体或铂金催化剂中的两种及以上。


2.根据权利要求1所述的耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，所述EPDM选用乙烯含量55-65wt％、VNB含量1-4wt％的生胶，三元乙丁橡胶选择乙烯含量45-55wt％、ENB含量≥6.5wt％的生胶。


3.根据权利要求1或2所述的耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，所述过氧化物包括2,5-二甲基-2,5(二叔丁基过氧)己烷或过氧化二异丙苯，所述硫载体包括二硫化二己内酰胺或4-4’-二硫化二吗啉，所述铂金催化剂主要成分为氯铂酸。


4.根据权利要求1或2所述的耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，所述复合硫化剂采用下述几种形式：硫黄与过氧化物并用，或硫黄、过氧化物与硫载体并用，或硫黄、过氧化物与铂金催化剂并用，或硫黄、过氧化物、硫载体与铂金催化剂并用。


5.根据权利要求1或2所述的耐高低温高粘接强度EPDM胶料，其特征在于，所述复合硫化剂各组分质量份分别为：过氧化物1.5-4份、硫黄0.3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖同亮，谭莲影，穆洪帅，肖程远，刘权，杨瑞蒙，吴玲玲，黄良平，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43