一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于橡胶领域，具体的说是一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法，高强度高韧性改性三元乙丙橡胶由以下重量份的原料组成：三元乙丙橡胶80

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于橡胶领域，具体的说是一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃生成的共聚物，是乙丙橡胶大类中的一种，具有耐臭氧、耐热、耐老化等优异性能。三元乙丙橡胶具有更低的比重和优良的性能，具有极大的包容性，可以加入大量的填料而其性能影响很小。因此可被大量应用到汽车零部件、建筑用防水材料、电线电缆护套等领域。
[0003]三元乙丙橡胶的分子链上没有活性基团和极性，所以存在一些缺点，例如力学性能一般，自粘性和互粘性较差，混炼胶的硫化速度较缓慢等。提高材料的力学强度可减轻橡胶制品的质量，缩短硫化时间可提高橡胶制品的生产效率。目前现有技术没有公开高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的技术。
[0004]为此，本专利技术提供一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，解决上述中的问题，本专利技术提出的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶及其制备方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，由以下重量份的原料组成：
[0007][0008][0009]优选的，所述环氧化天然橡胶为ENR
‑
50。
[0010]优选的，所述滑石粉粒径1000目以上。
[0011]优选的，所述促进剂I选自2
‑
硫醇基苯骈噻唑(MBT)；所述促进剂II选自N,N
‑
四甲基二硫双硫羰胺(TMTD)。
[0012]一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的制备方法，该制备方法适用于上述的高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，该制备方法包括以下步骤：
[0013]S1：将配方量的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶和滑石粉分别进行热烘；
[0014]S2：将经过S1处理后的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶分别塑炼，
[0015]S3：将经过S2处理后的三元乙丙橡胶和环氧化天然橡胶共混；
[0016]S4：再依次加入配方量的硬脂酸、氧化锌、促进剂、滑石粉、环烷油和硫磺，混炼，得混炼胶体；
[0017]S5：硫化，即得。
[0018]优选的，S1中所述热烘是指50
‑
60℃下热烘1
‑
3h。
[0019]优选的，S2中所述塑炼是指：采用双辊开炼机进行塑炼，当前辊温度为60～75℃，后辊温度为85℃，加入经过S1处理的三元乙丙橡胶塑炼；设置双辊开炼机的前辊温度为55～60℃，后辊温度为50～55℃，当开炼机的温度达到预设温度时，加入经过S1处理的环氧化天然橡胶，进行塑炼。
[0020]优选的，S3具体为：设置双辊开炼机的前辊温度为55～60℃，后辊温度为50～55℃，当开炼机的温度达到预设温度时，加入经过S2处理的三元乙丙橡胶和环氧化天然橡胶，采用捣胶、打卷、打三角包使胶均匀连续的包于前辊，在辊距上方留适量的堆积胶，经过2
‑
3分钟的滚压、翻炼，形成光滑无隙的包辊胶。
[0021]优选的，S4具体为：依次沿辊筒轴线方向均匀加入配方量其余各原料，每次加料后，待其全部吃进去后，左右3/4割刀各两次，两次割刀间隔20秒钟；加料顺序：硬脂酸、氧化锌、促进剂、滑石粉、硫磺；最后割断并取下胶料，将辊距调整加入胶料薄通，并打三角包，薄通5遍，得到混炼胶。
[0022]优选的，S5中，硫化具体为：将混炼胶停放24h后在平板硫化机上硫化，硫化温度150
‑
170℃；硫化时间5
‑
30min。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]1.本专利技术中三元乙丙橡胶与环氧化天然橡胶相容性较好，在混炼过程中不出现相分离现象。利用环氧化天然橡胶中的环氧基团可以与滑石粉中的氧化镁形成络合结构，这种络合结构在三元乙丙橡胶中成为基体与滑石粉之间强的界面粘结力。每个滑石粉粒子与橡胶基体形成多个络合结构，在材料受力时络合结构逐个破坏，改性三元乙丙橡胶的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度都有大幅度的提高。
[0025]2.本专利技术提供的制备方法，缩短了改性混炼胶的硫化时间，但提高了改性混炼胶的流动性，改性硫化胶的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度都有大幅度的提高。这是由于改性三元乙丙橡胶中的络合结构通过提高橡胶交联密度、受外力时低先于主链断裂，消耗能量避免应力集中以及断裂释放隐藏长度来保护主链，提高材料的强度以及断裂伸长率。改性三元乙丙橡胶比含相同份数滑石粉的三元乙丙橡胶(不含环氧化天然橡胶)的撕裂强度最高增加52.4％，拉伸强度最高增加140％，断裂伸长率最高增加190％。
[0026]3.与现有技术相比，本专利技术提供的改性三元乙丙橡胶硫化时间短，力学性能优异，制备方法简便、实用，易于工业化，可直接与橡胶产品的现有生产工艺结合。
附图说明
[0027]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0028]图1是实施例1不同滑石粉含量的EPDM/ENR混炼胶的储能模量(G
′
)的应变依赖性；
[0029]图2为对比例1不同滑石粉含量的EPDM混炼胶的储能模量(G
′
)的应变依赖性；
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0031]实施例1
[0032]一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，包括以下重量组分的原料组分：三元乙丙橡胶EPDM 90份、环氧化天然橡胶ENR 10份、氧化锌5份、硬脂酸2份、促进剂(MBT)0.5份、促进剂(TMTD)1.5份、硫磺1.5份，滑石粉(5000目)分别为10份、20份、30份和50份，依次分别标记为样品1#、2#、3#、4#。
[0033]对比例1
[0034]一种三元乙丙橡胶，包括以下重量组分的原料组分：三元乙丙橡胶EPDM100份、氧化锌5份、硬脂酸2份、促进剂(MBT)0.5份、促进剂(TMTD)1.5份、硫磺1.5份，滑石粉(5000目)分别为10份、20份、30份和50份，依次分别标记为样品5#、6#、7#、8#。
[0035]上述高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的制备方法为：
[0036]S1、将配方量的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶、滑石粉放入烘箱内烘2h，设置烘箱温度55℃；
[0037]S2、设置双辊开炼机的前辊温度为55℃，后辊温度为50℃，当开炼机的温度达到预设温度时，加入经过S1环氧化天然橡胶塑炼。当前辊温度为60～75℃，后辊温度为85℃，加入经过S1处理的三元乙丙橡胶塑炼；
[0038]S3、设置双辊开炼机的前辊温度为55℃，后辊温度为50℃，当开炼机的温度达到预设温度时，加入经过S2处理的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶，采用打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，其特征在于：由以下重量份的原料组成：2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，其特征在于：所述环氧化天然橡胶为ENR
‑
50。3.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，其特征在于：所述滑石粉粒径1000目以上。4.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，其特征在于：所述促进剂I选自2
‑
硫醇基苯骈噻唑(MBT)；所述促进剂II选自N,N
‑
四甲基二硫双硫羰胺(TMTD)。5.一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的制备方法，该制备方法适用于权利要求1
‑
4中任意所述的高强度高韧性改性三元乙丙橡胶，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：S1：将配方量的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶和滑石粉分别进行热烘；S2：将经过S1处理后的三元乙丙橡胶、环氧化天然橡胶分别塑炼，S3：将经过S2处理后的三元乙丙橡胶和环氧化天然橡胶共混；S4：再依次加入配方量的硬脂酸、氧化锌、促进剂、滑石粉、环烷油和硫磺，混炼，得混炼胶体；S5：硫化，即得。6.根据权利要求5所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于：S1中所述热烘是指50
‑
60℃下热烘1
‑
3h。7.根据权利要求5所述的一种高强度高韧性改性三元乙丙橡胶的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：相益信，刘言，汪必宽，王其来，沈显荣，高建纲，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：