本发明专利技术公开了一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，按质量份数计，原料组成包括：三元乙丙橡胶10～90份、硅橡胶10～90份和相容剂0.5～5.0份；相容剂选自乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物，结构通式如下，式中，x选自10～200的自然数，y选自500～2000的自然数，z选自1～100的自然数，n选自1～12的自然数；R1选自己基、辛基、癸基、十二烷基、中的一种或多种；R2选自选自中的一种或多种。本发明专利技术公开的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶以乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物为相容剂，有效改善了三元乙丙橡胶与硅橡胶的相容性，显著增强了三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的力学强度和热稳定性。和热稳定性。和热稳定性。和热稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶及其制备方法
[0001]本专利技术涉及橡胶共混的
，尤其涉及一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶及其制备方法。
技术介绍
[0002]三元乙丙橡胶主要由乙烯、丙烯和作为第三单体的二烯烃通过Ziegler
‑
Natta催化剂或茂金属催化剂共聚而成，其原料来源广泛，并且具有良好的耐老化性能、耐氧化性能以及力学性能，被广泛应用于电线电缆、汽车元件、运输带等领域，但是三元乙丙橡胶的耐热性能不佳，在高温下材料的力学强度显著下降。相比之下，硅橡胶具有优秀的耐高低温性，材料的性能随温度变化较小，同时其耐候性，介电性和生物相容性也优于大多数橡胶，但是硅橡胶的力学性能较差，价格较高，限制了其应用。
[0003]因此，如果将三元乙丙橡胶和硅橡胶共混制备并用胶，能够同时结合三元乙丙橡胶优良的力学性能以及硅橡胶优秀的耐热性能，制备出综合性能优秀的复合材料。制备高性能三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的难题在于三元乙丙橡胶和硅橡胶的分子链组成相差大，三元乙丙橡胶主链由C
‑
C饱和单键组成，硅橡胶主链由Si
‑
O键交替排列组成，二者相容性较差。此外，三元乙丙橡胶和硅橡胶的粘度和硫化速度不匹配，导致二者更加难以实现较好的分散。
[0004]共混时加入相容剂能够降低不同组分之间的界面张力，增强相互作用，从而提高各组分的互溶性和并用胶的最终性能。公开号为CN109867789A的中国专利文献中通过含氢硅油和液体三元乙丙橡胶之间的硅氢加成制备出含有硅氧烷链段的液体三元乙丙橡胶，可作为三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的相容剂，但是含氢硅油上的Si
‑
H键在硅油主链上，与液体三元乙丙橡胶硅氢加成可能发生交联，相容剂的结构不明确，增容效果也并不明显，并用胶的拉伸强度和断裂伸长率最大分别只增大了8.4％和11.5％，力学性能提升有限。《Polymer Engineering and Science,2018,719
‑
728》的研究中将乙烯基三甲氧基硅烷接枝到乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物上，然后将其作为三元乙丙橡胶/硅橡胶的相容剂。增容后并用胶的力学性能和耐热性能都有所提高，但是到达最佳效果时相容剂添加量为10份，用量较大。
[0005]因此，制备高性能三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的关键在于开发合适的相容剂。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术公开了一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，以乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物为相容剂，有效改善了三元乙丙橡胶与硅橡胶的相容性，显著增强了三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的力学强度和热稳定性。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，按质量份数计，原料组成包括：
[0009][0010]所述相容剂选自乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物，结构通式如下：
[0011][0012]式中，x选自10～200的自然数，y选自500～2000的自然数，z选自1～100的自然数，n选自1～12的自然数；
[0013]R1选自己基、辛基、癸基、十二烷基、选自己基、辛基、癸基、十二烷基、中的一种或多种；R2选自选自中的一种或多种。
[0014]本专利技术中公开了添加特殊结构组成的乙烯/环二烯烃/聚硅氧烷三元共聚物作为相容剂用于制备三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，由于该相容剂同时含有聚烯烃主链和聚硅氧烷支链，能够有效降低三元乙丙和硅橡胶间的界面张力，增强作用强度；此外，该相容剂中还含有C＝C键可作为反应性基团，在后续硫化步骤中通过硫化反应将相容剂和三元乙丙橡胶或者硅橡胶进行化学键键合，从而实现更好的增容效果。
[0015]本专利技术的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶配方中，以三元乙丙橡胶和硅橡胶为基材，两者的总质量份为100份，除基材外的其它原料，通过外加的方式计算。
[0016]优选的，所述相容剂的结构通式中，R1选自R2选自进一步优选，R2选自经试验发现，随着对上述相容剂的结构通式中R1与R2种类的优选，最终制备的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶具有更高的力学强度和热稳定性。
[0017]优选的，所述相容剂的结构通式中，x选自15～100的自然数，y选自500～2000的自然数，z选自1～50的自然数，n选自1～3的自然数。
[0018]经试验发现，所述乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物中硅氧硅链节的质量占比与三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶配方的基材中硅橡胶的含量相当时，该乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物相容剂对所述三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的增容性能更佳。
[0019]当三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶配方的基材中硅橡胶的含量为A％时，优选的，所述乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物中硅氧硅链节的质量占比为A
±
10％的范围内，此时，该乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物相容剂对所述三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的增容性能更佳。
[0020]如：当三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶配方的基材中硅橡胶的含量为40％，加入的乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物中硅氧硅链节的质量占比为30％～50％时，对三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的增容性能更佳。
[0021]本专利技术中：
[0022]所述三元乙丙橡胶中乙烯基含量为50～70wt％，第三单体含量为0.5～9.5wt％。
[0023]所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶，乙烯基含量为0.2～0.8mol％；优选为0.2～0.5mol％，太高容易导致并用胶硫化速度过快，交联密度过高，影响产品性能。
[0024]所述硫化剂选自2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双己烷和/或过氧化二异丙苯；
[0025]所述硫化助剂选自氧化锌、硬脂酸、硅油中的一种或多种。
[0026]所述原料组成中还包括填料，选自纳米二氧化硅和/或炭黑。
[0027]本专利技术还公开了所述高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的制备方法，包括如下步骤：
[0028](1)二甲基一氯硅烷和二烯烃在铂系催化剂下进行硅氢加成反应，制备得到烯烃功能化二甲基氯硅烷；
[0029]所述二烯烃选自1,5
‑
己二烯、1,7
‑
辛二烯、1,9
‑
癸二烯、1,11
‑
十二碳二烯、5
‑
乙烯基
‑2‑
降冰片烯、2,5
‑
降冰片烯二烯、4
‑
乙烯基
‑1‑
环己烯中的一种或多种；
[0030](2)正丁基锂引发六甲基环三硅氧烷进行阴离子开环聚合，并将步骤(1)中制备得到的烯烃功能化二甲基氯硅烷作为封端剂，合成烯烃功能化聚硅氧烷；
[0031](3)通过Ziegler
‑
Natta催化剂或者茂金属催化剂引发乙烯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，其特征在于，按质量份数计，原料组成包括：所述相容剂选自乙烯/环二烯烃/硅氧烷三元共聚物，结构通式如下：式中，x选自10～200的自然数，y选自500～2000的自然数，z选自1～100的自然数，n选自1～12的自然数；R1选自己基、辛基、癸基、十二烷基、选自己基、辛基、癸基、十二烷基、中的一种或多种；R2选自选自中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，其特征在于：所述相容剂的结构通式中，R1选自R2选自选自3.根据权利要求1所述的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，其特征在于：所述相容剂的结构通式中，R1选自R2选自4.根据权利要求1所述的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，其特征在于：所述三元乙丙橡胶中乙烯基含量为50～70wt％，第三单体含量为0.5～9.5wt％；所述硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶，乙烯基含量为0.2～0.8mol％；所述硫化剂选自2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双己烷和/或过氧化二异丙苯；所述硫化助剂选自氧化锌、硬脂酸、硅油中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶，其特征在于，原料组成中还包括填料；所述填料选自纳米二氧化硅和/或炭黑。
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的高性能的三元乙丙橡胶/硅橡胶并用胶的制备方法，其特征在于，包括：(1)二甲基一氯硅烷和二烯烃在铂系催化剂下进行硅氢加成反应，制备得到烯烃功能化二甲基氯硅烷；所述二烯烃选自1,5
‑
己二烯、1,7
‑
辛二烯、1,9
‑
癸二烯、1,11
‑
十二碳二烯、5
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乙烯基
‑2‑
降冰片烯、2,5
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降冰片烯二...
【专利技术属性】
技术研发人员：范宏，蔡育铨，郑杰元，胡阳，魏娇，马源川，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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