一种耐穿刺橡胶材料及密封垫片制造技术

本申请涉及一种耐穿刺橡胶材料及密封垫片，属于橡胶密封材料的技术领域，耐穿刺橡胶材料中，每100质量份的EPDM生胶中，至少添加有以下质量份的原料：硫化剂2

【技术实现步骤摘要】
一种耐穿刺橡胶材料及密封垫片


[0001]本申请涉及橡胶密封材料的领域，尤其是涉及一种耐穿刺橡胶材料及密封垫片。

技术介绍

[0002]三元乙丙橡胶(EPDM)的分子结构特点使其性能独特，具有耐老化性能、耐化学介质性能、耐热水/水蒸气性能、电绝缘性能、冲击弹性、低温性能优异以及低密度、高填充的特点。这些特点决定了其在纯橡胶制品领域的应用将越来越广泛，如目前橡胶密封垫片就常常使用EPDM材料制成。国内外对EPDM性能的研究很多，但对其抗穿刺性能的研究较少，然而，EPDM的应用场景中对于其抗穿刺性能有较高的要求。
[0003]如在进行油墨的封装时，常常使用EPDM橡胶垫片进行密封，以降低运输、仓储过程中内部油墨渗漏的可能，但是在油墨的封装过程中，常常会多次穿刺EPDM橡胶垫片，使其产生较多穿孔，常规的EPDM橡胶垫片抗穿刺性能一般，一旦封装过程中EPDM橡胶垫片上穿孔过多，就容易出现密封垫片密封性下降的问题，失去密封垫片应有的密封效果。

技术实现思路

[0004]为了改善目前常见的EPDM橡胶垫片容易因为穿孔过多而导致密封性下降的问题，本申请提供一种耐穿刺橡胶材料及密封垫片。
[0005]第一方面，本申请提供一种耐穿刺橡胶材料，采用如下的技术方案：
[0006]一种耐穿刺橡胶材料，每100质量份的EPDM生胶中，至少添加有以下质量份的原料：
[0007][0008]通过采用上述技术方案，由于胶料中特定添加了层状填料和补强填料，层状填料在胶料中相互重叠分布，相互之间形成支撑和力的传递链，补强填料则填充于层状填料之间，从而对相邻的层状填料形成强有力的支撑。当橡胶材料受到穿刺外力时，这些相互支撑的层状填料能够将穿刺力进行分散，并传递给补强填料，这些补强填料又将穿刺力分散传递给更多的层状填料，从而将穿刺力进行有效的分散。这就使得，即使受到的是小范围的穿刺力，也有大范围的橡胶分子和层状填料、补强填料进行受力，大大降低了应力集中导致的橡胶局部撕裂的可能。
[0009]另外，分布于橡胶中的层状填料和补强填料质地较硬，能够对刺入的尖锐物体形
成阻滞，进一步降低橡胶材料被刺穿的可能性。
[0010]可选的，所述硫化剂为双二五和硫黄按照质量比为(19
‑
29)：1的混合物。
[0011]通过采用上述技术方案，三元乙丙橡胶常见的硫化体系有硫黄硫化体系、过氧化物硫化体系和反应性树脂硫化体系，一般都采用单一的硫化体系。专利技术人意外发现，在过氧化物硫化剂双二五的基础上额外添加少量硫黄硫化剂，虽然对于最终得到的橡胶材料的拉伸强度影响不大，但是能够显著提高橡胶材料的拉伸强度保留率。
[0012]实际上，刚生产得到的三元乙丙橡胶的拉伸强度完全能够符合油墨密封的要求，但是，油墨的仓储环境往往较差，长时间高温仓储后，橡胶密封垫片的拉伸强度下降并发生硬化，硬化后的橡胶密封垫片密封效果下降明显。因此，额外添加的硫黄提高橡胶材料的拉伸强度保留率意义重大。
[0013]但是，专利技术人也发现，相较于单一的过氧化物硫化体系，过氧化物和硫黄混用的硫化体系制备得到的橡胶材料抗穿刺性能有较少量的下降。这可能是由于，在硫化剂含量一定的基础下，过氧化物硫化剂的反应活性更高，这就使得生成的碳碳键键能高于单硫键、双硫键或多硫键。因此，需要严格限定硫化剂中硫黄的含量，以避免橡胶材料的抗穿刺性能下降过度。
[0014]可选的，所述层状填料选自绢云母粉、纳米二氧化锰、纳米蒙脱土中的一种或多种。
[0015]通过采用上述技术方案，绢云母、纳米二氧化锰和纳米蒙脱土均是层状的填料，添加到胶料中后，能够形成相互堆叠的结构，从而提高橡胶材料的抗穿刺性能。
[0016]专利技术人意外的发现，当层状填料特定选择纳米二氧化锰和/或纳米蒙脱土时，能够显著提高橡胶材料的抗穿刺性能。这可能是由于，不管是纳米二氧化锰还是纳米蒙脱土，其不仅仅是层状结构的填料，其也是纳米尺寸的填料，具有纳米材料特有的小尺寸效应，能够与橡胶分子形成特殊的淤渗作用。
[0017]特定的，当层状填料中有纳米二氧化锰时，橡胶材料的各项性能均有较为明显的上升。这可能是由于，纳米二氧化锰对于过氧键有催化分解的作用，而双二五硫化剂属于过氧化物硫化剂，因此，纳米二氧化锰能够促进双二五过氧键的分解，从而促进自由基的形成，以促进硫化过程的进行，并改善橡胶的最终硫化状态。
[0018]此外，硫黄与纳米二氧化锰形成了特殊的氧化
‑
还原硫化体系，能够进一步促进EPDM生胶的硫化，从而提高最终制备得到的橡胶材料的各项力学性能。因此，即使硫化剂中添加有硫黄，其最终制备得到橡胶材料的抗穿刺性能也比添加等质量双二五硫化剂制备得到的橡胶材料的抗穿刺性能更好。
[0019]可选的，所述层状填料为纳米二氧化锰和纳米蒙脱土按照质量比(2
‑
3)：(10
‑
15)的混合物。
[0020]通过采用上述技术方案，虽然纳米二氧化锰具有能够提高橡胶材料各项力学性能的效果，也能够提高橡胶材料的抗穿刺性能。但是，专利技术人发现，纳米二氧化锰的添加量必须严格控制。一旦纳米二氧化锰的添加量过多，橡胶材料的拉伸强度保留率将会发生显著的下降。这可能是由于，锰作为变价金属，在橡胶氧化时，纳米二氧化锰能够加速氧化的链引发反应，一旦纳米二氧化锰的添加量过高，将会对橡胶起到强烈的催化氧化作用，使橡胶材料的拉伸强度保留率下降。而若纳米二氧化锰的添加量过少，则其与硫黄形成的氧化
‑
还
原硫化体系效果减弱，橡胶材料的抗穿刺性能将会下降。
[0021]可选的，所述补强填料为白炭黑和煅烧高岭土按照质量比(3
‑
5)：(60
‑
70)的混合物。
[0022]通过采用上述技术方案，白炭黑特别是气相法白炭黑是硅橡胶良好的补强剂，能够显著提高橡胶材料的力学性能，但是，白炭黑的添加量需要严格控制，若白炭黑添加过量，容易导致胶料过度硬化，不利于生产。
[0023]高岭土的加入能够提高橡胶的力学性能，也能够提高橡胶的耐磨性和化学稳定性。
[0024]可选的，还添加有5
‑
8质量份的抗静电剂，所述抗静电剂选用硅烷化炭黑。
[0025]通过采用上述技术方案，EPDM具有良好的电绝缘性能，容易使电荷聚积产生静电，从而造成吸尘、电击，甚至产生火花导致爆炸等恶性事故的发生。炭黑导电稳定性好，成本低，能提高橡胶材料的耐磨性能，且对橡胶有良好的补强作用。但是炭黑在橡胶中的相容性存在一定问题，使用硅烷偶联剂对炭黑进行硅烷化改性能够提高炭黑在胶料中的相容性。且经过硅烷化改性的炭黑能够将橡胶大分子链吸附在其表面，使得橡胶分子链很好的结合，并将外应力进行分散，这就使得橡胶层材料的抗穿刺性能得到进一步的提高。
[0026]可选的，所述抗静电剂的制备工艺包括以下工艺步骤：
[0027]S1、炭黑溶液配制，在炭黑中加入无水乙醇和十六烷基三甲基溴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：每100质量份的EPDM生胶中，至少添加有以下质量份的原料：2.根据权利要求1所述的一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：所述硫化剂为双二五和硫黄按照质量比为(19
‑
29)：1的混合物。3.根据权利要求1所述的一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：所述层状填料选自绢云母粉、纳米二氧化锰、纳米蒙脱土中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：所述层状填料为纳米二氧化锰和纳米蒙脱土按照质量比(2
‑
3)：(10
‑
15)的混合物。5.根据权利要求1所述的一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：所述补强填料为白炭黑和煅烧高岭土按照质量比(3
‑
5)：(60
‑
70)的混合物。6.根据权利要求1所述的一种耐穿刺橡胶材料，其特征在于：还添加有5
‑
8质量份的抗静电剂，所述抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱剑锋，
申请(专利权)人：浙江欧尔赛斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：