一种橡胶组合物及其制备方法和密封条技术

本发明专利技术公开了一种橡胶组合物及其制备方法和密封条，以三元乙丙橡胶、二氧化硅、二氧化硅表面改性化合物、抗老化剂，硫化剂等为原料，经共混后制得橡胶组合物，进一步制成密封条。本发明专利技术技术方案主要解决了现有技术中三元乙丙橡胶中白炭黑分散不均匀的缺陷。丙橡胶中白炭黑分散不均匀的缺陷。丙橡胶中白炭黑分散不均匀的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种橡胶组合物及其制备方法和密封条


[0001]本专利技术涉及橡胶改性
，具体为三元乙丙橡胶改性领域。

技术介绍

[0002]三元乙丙橡胶（EPDM）是一种应用广泛的橡胶材料，通常由乙烯、丙烯与少量非共轭二烯烃共聚而成，且其具有化学稳定性高，耐热性、耐候性、耐臭氧性、耐化学腐蚀性优异等特性。EPDM已经广泛应用于汽车零部件、航空航天元件、耐热耐候胶管等领域，但EPDM生胶硫化后存在着力学强度较低（约为4MPa）、耐撕裂性能较差（≤10kN/m）。
[0003]炭黑（CB）和白炭黑（二氧化硅，SiO2）是橡胶工业中最主要的两类补强剂，白炭黑由于具有更小的粒径和更大的表面积，因此其补强的硫化胶拉伸强度、撕裂强度和耐磨性较高。但由于白炭黑表面含有大量的硅羟基，与非极性的橡胶相容性较差，大量填充时难以分散导致补强效果不理想，引起胶料加工性能、物理机械性能及动态力学性能降低，且会延迟硫化。
[0004]现阶段最常用的白炭黑改性方法是采用硅烷偶联剂对白炭黑进行原位改性，硅烷偶联剂的用量很大，一般为白炭黑用量的 8
‑
10 %，会造成最终产品价格上涨。同时，硅烷偶联剂反应经常伴随着硅烷的自缩合反应。在高硅烷含量下，这些硅烷偶联剂反应过程受到温度等条件的强烈影响，因此反应的可控性变差；其次，硅烷偶联剂的缩合伴随着乙醇 VOC 的释放，造成生产过程中以及最终产成品异味过大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种橡胶组合物及其制备方法，解决
技术介绍
中所提出EPDM力学强度和耐撕裂性能较差的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种橡胶组合物，包括EPDM，二氧化硅，抗老化剂，硫化剂，二氧化硅表面改性化合物；所述二氧化硅表面改性化合物为。
[0007]一种橡胶组合物的制备方法，以质量份计，包括如下步骤：（1）10
‑
60份二氧化硅同2
‑
5份所述二氧化硅表面改性化合物混合后，再同100份EPDM、1
‑
5份硬脂酸投入密炼机中混合均匀，制得胶片；（2）在胶片中添加2
‑
4份抗老化剂、1
‑
3份硫化剂在开炼机中混合均匀，硫化定型制得橡胶组合物。
[0008]具体地，在步骤（1）中，EPDM中还添加1
‑
3份的氧化石墨烯。
[0009]具体地，氧化石墨烯为单宁酸接枝改性氧化石墨烯。
[0010]具体地，氧化石墨烯为镧负载单宁酸接枝改性氧化石墨烯。
[0011]具体地，在步骤（2）中，混合均匀后，注入微孔发泡剂并挤出成型后硫化定型制得橡胶组合物。
[0012]具体地，采用超临界二氧化碳作为微孔发泡剂。
[0013]一种密封条，由上述的橡胶组合物制得。
[0014]一种密封条，由上述任一方法制得。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、采用白炭黑填充并增强EPDM材料，既提升了EPDM的力学性能，同时降低了EPDM制品的成本。
[0016]2、采用含酯键的巯基化合物对白炭黑进行表面改性，其中酯键同白炭黑表面的羟基中的氢相互吸引形成氢键，改善白炭黑的团聚，提高白炭黑的分散效果，进而提升EPDM的力学性能。克服了传统硅烷偶联剂使用后，容易产生乙醇等VOC气体的缺陷。
[0017]3、采用含酯键的巯基化合物中的巯基能通EPDM分子链上的双键在高温作用下发生点击反应，促进橡胶分子链交联，提升二氧化硅的分散效果，减少硫磺等硫化剂、硫化助剂的使用量，进一步降低了含硫类气体和其他有机小分子的生成。
[0018]4、为离子液体，依托离子液体亲二氧化碳的特性，实现超临界CO2在二氧化硅粒子表面富集，提高异相成核效率，改善橡胶的泡孔结构。对聚合物进行微孔发泡的同时促进了有机化小分子在生产阶段的挥发，并保持橡胶产品的力学性能，同时避免了胺类材料的应用，降低成品VOC挥发量。
[0019]5、添加氧化石墨烯材料，依托石墨烯刚性分子结构实现了产品的增强效果，表面接枝单宁酸分子提升了氧化石墨烯的空间位阻效应，提高氧化石墨烯的分散效果。同时单宁酸分子中的儿茶酚基团同二氧化硅上的羟基氢形成反应络合作用，进一步增强了二氧化硅的分散效果。氧化石墨烯中负载的镧原子提升了橡胶组合物的抑烟效果。
附图说明
[0020]图1是本申请中表面改性化合物的合成示意图。
[0021]图2是本申请中表面改性二氧化硅同EPDM接枝示意图，附图中折线型带有双键的是EPDM高分子链，黑色柱状为二氧化硅。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实现的技术手段、区别特征、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。
[0023]本专利技术实施例中所用的各种原料和试剂如无特别说明均为市售购买，份数无特殊说明均为质量份。
[0024]橡胶组合物的检测方法：在标准实验室环境下（23℃，55%），密度参照GB/T 533执行，拉伸强度、断裂伸长率等参数参照GB/T 528执行，撕裂强度参照GB/T 529执行，压缩永久变形参照GB/T7759.1执行，垂直燃烧级和极限氧指数参照GB/T 10707执行，烟密度等级参照GB 8624执行，表面质量判定采用肉眼观察室温下停放14天的胶片表面是否喷霜的方法，气味等级判定参照中国机械工业联合会发布的T/CMIF 12标准执行，VOCs评价参照HJ/T 400执行，将苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等8个参数加和确定，热空气老化参照GB/T 3512执行，老化条件为100℃*168h。泡孔密度的测试方法为计算单位面积中孔的数量除以技术区域面积的1.5次方，平均孔径为单位面积中，各泡孔的孔径（μm）之和除以泡孔数量。
[0025]化合物A的制备：将1mol的巯基乙酸同0.22mol的1
‑
氯
‑
2,2
‑
二（羟甲基）
‑3‑
丙醇投入到装有500ml甲苯的三颈烧瓶中共混60min，随后加热至130℃反应8小时。同时，在液体中持续通入干燥的氮气以除去反应生成的水分。反应结束后冷却至室温，将有机层加热减压除去溶剂后并冷却至室温并过滤，制得2
‑
（氯甲基）
‑2‑
（（2
‑
巯基乙酰氧基）甲基）丙基
‑
1,3
‑
二基双（2
‑
巯基乙酸），标记产物为化合物A。下式为化合物A的制备方程式：利用液相色谱仪和绝对校准曲线法对上述所得的化合物A进行定量，化合物A的纯度约为78%，其余为低聚物化合物。
[0026]化合物B的制备：1mol的化合物A同1mol的咪唑添加至三颈烧瓶中共混60min，随后加热至80℃反应48小时。同时，在液体中持续通入干燥的氮气以除去反应生成的水分。反应结束后冷却至室温，制得2
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种橡胶组合物，其特征在于：包括EPDM，二氧化硅，抗老化剂，硫化剂，二氧化硅表面改性化合物；所述二氧化硅表面改性化合物为。2.根据权利要求1所述的橡胶组合物的制备方法，其特征在于：以质量份计，包括如下步骤：（1）10
‑
60份二氧化硅同2
‑
5份所述二氧化硅表面改性化合物混合后，再同100份EPDM、1
‑
5份硬脂酸投入密炼机中混合均匀，制得胶片；（2）在胶片中添加2
‑
4份抗老化剂、1
‑
3份硫化剂在开炼机中混合均匀，硫化定型制得橡胶组合物。3.根据权利要求2所述的橡胶组合物的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，EP...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建敏，李伟，华浩佟，
申请(专利权)人：台州兴宇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：