改性三元乙丙橡胶材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，先对EPDM母炼胶进行密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼，所得胶料加入助交联剂和第一硫化剂进行开炼，再次密炼，最后加入相容剂和第二硫化剂进行开炼，所述第二硫化剂的用量大于所述第一硫化剂的用量。预先制备两种母炼胶，进行分段密炼，并通过通过分段硫化和密炼、开炼工艺，使胶料在初步交联的状态下共混，能有效缓解EPDM和MVQ的相容性及共硫化问题，进一步通过EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配方改进，所得混炼胶具备拉伸强度好、门尼粘度低、胶料硬度低、回弹性优良等优异综合性能，特别适合用于制备电缆附件应力锥等橡胶制品。

【技术实现步骤摘要】
改性三元乙丙橡胶材料的制备方法及应用
本专利技术涉及橡胶加工
，尤其是涉及改性三元乙丙橡胶材料的制备方法及应用。
技术介绍
随着我国电力行业长距离输电技术的快速发展及输电等级的逐步提高，对橡胶制品电缆附件的综合性能要求也越来越高。以110kV及其以上电压等级的电缆附件应力锥为例，除对电气性能方面的要求以外，还需要满足低拉伸永久变形、低硬度等力学性能方面的要求，否则易造成其与电缆本体绝缘配合时出现气隙导致应力集中，最终引起应力锥的击穿。传统改善三元乙丙橡胶(EPDM)硬度及拉伸永久变形等方面性能的方法主要是调节三元乙丙橡胶填充体系中软化剂或者补强剂的含量，这种方法可能导致三元乙丙橡胶产品喷霜现象的发生。甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)门尼粘度及硬度较低，将其应用于EPDM中，可以在一定程度上降低硬度，但是因存在相容性及共硫化问题，现有技术难以实现低拉伸永久变形，同时胶料撕裂强度、拉伸强度等机械性能较差，不能满足电缆附件的应用要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出一种改性三元乙丙橡胶材料的制备方法及应用，能同时具备低拉伸永久变形和高强度等优异综合性能。根据本专利技术第一方面的实施例，所提出的改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，先对EPDM母炼胶进行密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼，所得胶料加入助交联剂和第一硫化剂进行开炼，再次密炼，最后加入相容剂和第二硫化剂进行开炼，所述第二硫化剂的用量大于所述第一硫化剂的用量。优选的步骤如下：(1)制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，将EPDM母炼胶在90～130℃密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼；(2)在步骤(1)所得胶料中加入助交联剂和第一硫硫化剂，进行开炼；(3)将步骤(2)所得胶料在150℃～180℃下密炼，再加入相容剂、第二硫化剂进行开炼，其中，所述第二硫化剂的用量大于所述第一硫化剂的用量。EPDM母炼胶优选包括以下按重量份计的组分：EPDM100份，氧化锌3～8份，防老剂1～5份，软化剂5～15份，硅烷偶联剂1～5份，增粘树脂5～10份，补强剂20～50份，二苯基硅二醇2～5份。MVQ母炼胶优选包括以下按重量份计的组分：MVQ100份，补强剂20～50份，羟基硅油2～5份。EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配比以生胶EPDM、MVQ的重量比为基准，示例为EPDM/MVQ＝5/1～1/1。在部分实施例中，步骤(1)中，所述MVQ母炼胶分成多份间隔加入。在部分实施例中，第二硫化剂用量为第一硫化剂的四倍以上，可选地，以生胶EPDM、MVQ的总重量为100份计，第一硫化剂的含量为0.1～0.5份，第二硫化剂的含量为2～5份。第一硫化剂和第二硫化剂可独立选择1,3-双(叔丁基过氧基异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-(二叔丁基过氧基)己烷、过氧化二异丙基苯(DCP)中的一种或几种。在部分实施例中，助交联剂的用量为：以生胶EPDM、MVQ的总重量为100份计，助交联剂用量为0.2～1份。助交联剂可选择N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)、聚酰亚胺派生体系中的一种或两种。在部分实施例中，相容剂的用量为：以生胶EPDM、MVQ的总重量为100份计，相容剂用量为1～3份。相容剂可选择γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(KH570)、双2[3-(三乙氧基硅基)丙基]-四硫化物(Si-69)、乙烯共聚物中的一种或几种。在部分实施例中，EPDM的第三单体为亚乙基降冰片烯(ENB)、乙基降冰片烯(VNB)、双环戊二烯(DCPD)中的任意一种。在部分实施例中，MVQ为高温硫化型，分子量为40万～80万，乙烯基含量为0.03％～5％。在部分实施例中，增粘树脂包括松香树脂、改性松香树脂、石油树脂例如C5、C9、C5/C9等中的一种或几种。在部分实施例中，所述补第一补强剂和第二补强剂独立为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑、离解法白炭黑中的一种或几种。在部分实施例中，所述防老剂为胺类、酚类、氢化喹啉类、有机硫类和有机磷类中一种或几种。在部分实施例中，所述软化剂为石蜡油、液态聚异丁烯、液态二元乙丙橡胶、液态聚丁二烯等的一种或几种。在部分实施例中，硅烷偶联剂为KH540、KH550、KH560、KH570、A-172、A-171中的一种或几种。第二方面，提供一种橡胶制品，包括但不限于应力锥等电缆附件，其采用上述制备方法制得的改性三元乙丙橡胶材料制成。根据本专利技术的一种或多种实施例至少具有如下有益效果：先制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，然后对EPDM母炼胶进行密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼，能提高各组分在胶料中的分散均匀性，减少因胶料溶解度不同而造成的填充性差异的影响，改善两种橡胶的相容性，进一步通过分段硫化和密炼、开炼工艺，使胶料在初步交联的状态下共混，能有效缓解EPDM和MVQ的相容性及共硫化问题，提高混炼胶的回弹性、强度等力学性能。基于上述工艺，结合EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配方改进，所得混炼胶具备拉伸强度好、门尼粘度低、胶料硬度低、回弹性优良等优异综合性能，特别适合用作电缆附件应力锥等产品，满足电气等领域的应用需求。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细说明。此处所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，不能理解为对本申请保护范围的限制。本专利技术实施例提供的改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，将EPDM母炼胶在90～130℃密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼；(2)在步骤(1)所得胶料中加入助交联剂和第一硫硫化剂，进行开炼；(3)将步骤(2)所得胶料在150℃～180℃下密炼，再加入相容剂、第二硫化剂进行开炼，其中，第二硫化剂的用量大于第一硫化剂的用量。EPDM母炼胶包括以下按重量份计的组分：EPDM100份，氧化锌3～8份，防老剂1～5份，软化剂5～15份，硅烷偶联剂1～5份，增粘树脂5～10份，第一补强剂20～50份，二苯基硅二醇2～5份。MVQ母炼胶优选包括以下按重量份计的组分：MVQ100份，第二补强剂20～50份，羟基硅油2～5份。EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配比以生胶EPDM、MVQ的重量比为基准，示例为EPDM/MVQ＝5/1～1/1。EPDM和MVQ的溶解度不同，对填料的填充性差异较大，会影响组分分散及两种橡胶的相容性，本方案预先制备两种橡胶的母炼胶，再分段密炼，使各组分在胶料中更均匀分散，改善两种橡胶的相容性。进一步通过分段硫化和密炼、开炼工艺，使胶料在初步交联的状态下共混，使EPDM和MVQ的相容性及共硫化问题均得到明显改善，提高混炼胶的回弹性、强度等力学性能。基于上述工艺的优越性，对EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配方进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，将EPDM母炼胶在90～130℃密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼；所述EPDM母炼胶包括以下按重量份计的组分：EPDM100份，氧化锌3～8份，防老剂1～5份，软化剂5～15份，硅烷偶联剂1～5份，增粘树脂5～10份，补强剂20～50份，二苯基硅二醇2～5份；所述MVQ母炼胶包括以下按重量份计的组分：MVQ100份，补强剂20～50份，羟基硅油2～5份；/n(2)在步骤(1)所得胶料中加入助交联剂和第一硫化剂，进行开炼；/n(3)将步骤(2)所得胶料在150℃～180℃下密炼，再加入相容剂、第二硫化剂进行开炼，其中，所述第二硫化剂的用量大于所述第一硫化剂的用量。/n

【技术特征摘要】
1.改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备EPDM母炼胶和MVQ母炼胶，将EPDM母炼胶在90～130℃密炼，再加入MVQ母炼胶继续密炼；所述EPDM母炼胶包括以下按重量份计的组分：EPDM100份，氧化锌3～8份，防老剂1～5份，软化剂5～15份，硅烷偶联剂1～5份，增粘树脂5～10份，补强剂20～50份，二苯基硅二醇2～5份；所述MVQ母炼胶包括以下按重量份计的组分：MVQ100份，补强剂20～50份，羟基硅油2～5份；
(2)在步骤(1)所得胶料中加入助交联剂和第一硫化剂，进行开炼；
(3)将步骤(2)所得胶料在150℃～180℃下密炼，再加入相容剂、第二硫化剂进行开炼，其中，所述第二硫化剂的用量大于所述第一硫化剂的用量。


2.根据权利要求1所述的改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述EPDM母炼胶和MVQ母炼胶的配比以生胶EPDM、MVQ的重量比为基准，满足EPDM/MVQ＝5/1～1/1。


3.根据权利要求1所述的改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述MVQ母炼胶分成多份间隔加入。


4.根据权利要求1所述的改性三元乙丙橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述第二硫化剂用量为第一硫化剂的四倍以上；可选地，以生胶EPDM、MVQ的总重量为100份计，第一硫化剂的含量为0.1～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝玉义，郭长春，贺志文，
申请(专利权)人：长缆电工科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43