曝气器膜片用橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及橡胶领域，公开了一种曝气器膜片用橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用。所述的组合物含有三元乙丙橡胶、炭黑、天然层状含硅填料、石蜡油、分散剂、活化剂、抗氧剂、软化剂、稳定剂、硫化剂和促进剂中的一种或多种；其中，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物，所述非共轭二烯烃为亚乙基

【技术实现步骤摘要】
曝气器膜片用橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及橡胶领域，具体地，涉及一种曝气器膜片用橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]曝气是市政污水和工业污水处理过程中的重要环节，不仅产生生化反应所需的氧气，还起着使泥水充分混合接触的目的。曝气器作为核心部件，其膜片会采用特殊工艺进行微孔成型，保证气流与污水接触的稳定性和全面性。曝气器使用过程中出现的种种问题，大都是由于膜片本身的缺陷导致，可以说膜片直接影响曝气器的性能和寿命。膜片材料常用材质是三元乙丙橡胶(EPDM)材料，这是由于EPDM膜片具有耐老化、耐高温、耐腐蚀、耐酸碱、耐臭氧、耐水蒸气、抗紫外、抗撕裂的特性。
[0003]随着国家对环保产业的新规不断出现，企业在环保中的投入逐渐加大，对曝气过程中具体问题也更加关注。膜片式曝气器中橡胶材料膜片常常存在的问题力学强度不足的问题，特别是膜片开孔后易出现撕裂、伸长率不足和拉断问题，并且开孔处易出现附着污渍而堵塞的现象。
[0004]因此，选择制备综合性能优异，价格合理的EPDM橡胶膜片是一个重要方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在膜片式曝气器中橡胶材料膜片常常存在的问题力学强度不足的问题，特别是膜片开孔后易出现撕裂、伸长率不足和拉断问题，并且开孔处易出现附着污渍而堵塞的现象，提供一种曝气器膜片用橡胶组合物和硫化橡胶及其制备方法和应用，该硫化橡胶的力学性能优异，加工成型性优异，符合曝气器膜片对硫化橡胶的性能要求。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种曝气器膜片用橡胶组合物，其中，所述的组合物含有三元乙丙橡胶、炭黑、天然层状含硅填料、石蜡油、分散剂、活化剂、抗氧剂、软化剂、稳定剂、硫化剂和促进剂中的一种或多种；其中，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物，所述非共轭二烯烃为亚乙基
‑
降冰片烯；且以所述三元乙丙橡胶的总重量为基准，所述非共轭二烯烃的含量为2.3
‑
10wt％，乙烯的含量为44
‑
67wt％。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种采用前述所述的橡胶组合物制备硫化橡胶的方法，其中，所述的方法包括：
[0008](1)将三元乙丙橡胶基体、活化剂、1/2炭黑、1/2石蜡油、稳定剂、天然层状含硅填料的组分A进行第一混炼，得到一段母胶；
[0009](2)将所述一段母胶与含有1/2炭黑、1/2石蜡油、分散剂、抗氧剂、软化剂的组分B进行第二混炼，得到二段母胶；
[0010](3)将所述二段母胶与含有硫化剂和促进剂的组分C进行第三混炼，得到终炼胶；
[0011](4)将所述终炼胶进行硫化处理，得到硫化橡胶。
[0012]本专利技术第三方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的硫化橡胶。
[0013]本专利技术第四方面提供了一种前述所述的硫化橡胶作为曝气器膜片材料的应用。
[0014]通过上述技术方案，本专利技术的技术方案具有如下优点：
[0015](1)本专利技术采用的具有特定的乙烯含量和亚乙基
‑
降冰片烯含量的三元乙丙橡胶，一方面能够改善硫化橡胶的综合力学性能；另一方面，配合适量的石蜡油、软化剂等助剂防止污水中污渍过多附着于材料微孔而产生堵塞现象；
[0016](2)本专利技术提供的硫化橡胶，各配合体系能够很好的发挥EPDM橡胶的特性，制备的材料具有优异的力学性能、使用性能和外观质量；
[0017](3)本专利技术的硫化橡胶通过一种新的混炼方法获得，能更好地将填料分散均匀，所制备的硫化橡胶力学性能和使用性能优异，污渍在胶料外表附着少。
具体实施方式
[0018]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0019]如前所述，本专利技术第一方面提供了一种曝气器膜片用橡胶组合物，其中，所述的组合物含有三元乙丙橡胶、炭黑、天然层状含硅填料、石蜡油、分散剂、活化剂、抗氧剂、软化剂、稳定剂、硫化剂和促进剂中的一种或多种；其中，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物，所述非共轭二烯烃为亚乙基
‑
降冰片烯；且以所述三元乙丙橡胶的总重量为基准，所述非共轭二烯烃的含量为2.3
‑
10wt％，乙烯含量为44
‑
67wt％。
[0020]本专利技术的专利技术人意外发现：采用的具有特定的乙烯结构单元含量和亚乙基
‑
降冰片烯含量的三元乙丙橡胶，一方面能够改善硫化橡胶的综合力学性能；另一方面，配合适量的石蜡油、软化剂等助剂防止污水中污渍过多附着于材料微孔而产生堵塞现象；另外，本专利技术提供的硫化橡胶，各配合体系能够很好的发挥EPDM橡胶的特性，制备的材料具有优异的力学性能、使用性能和外观质量；另外，本专利技术的硫化橡胶通过一种新的混炼方法获得，该方法中先将一半的炭黑和石蜡油与橡胶基体、天然片状含硅填料、稳定剂、活化剂混合制备；然后再加入另一半的炭黑和石蜡油，以及分散剂、抗氧剂、软化剂等；最后加入硫化体系制备终炼胶并硫化。本专利技术的工艺中，能更好地将填料分散均匀，所制备的硫化橡胶外观光滑有亮泽，力学性能和使用性能优异。
[0021]根据本专利技术，以所述三元乙丙橡胶的总重量为基准，所述非共轭二烯烃的含量为4
‑
9wt％，乙烯的含量为52
‑
66wt％。在本专利技术中，三元乙丙的乙烯含量和亚乙基
‑
降冰片烯含量不宜过高，否则会使得材料的交联程度过高，不利于综合力学性能的改善。另外，在本专利技术中，选择上述特定的三元乙丙橡胶，配合适量的石蜡油、软化剂等助剂防止污水中污渍过多附着于材料微孔而产生堵塞现象。
[0022]根据本专利技术，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度ML
(1+4)
125℃为30
‑
65。
[0023]根据本专利技术，优选情况下，所述三元乙丙橡胶选自下列中的至少一种：
[0024]三元乙丙橡胶4465，乙烯含量56wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量4.1wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为48；
[0025]三元乙丙橡胶4450，乙烯含量52wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量4.3wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为46；
[0026]三元乙丙橡胶3973，乙烯含量66wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量9wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为34。
[0027]根据本专利技术，本专利技术前述的天然层状含硅填料属于自然界较为丰富的黏土矿物，价格较低，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种曝气器膜片用橡胶组合物，其特征在于，所述的组合物含有三元乙丙橡胶、炭黑、天然层状含硅填料、石蜡油、分散剂、活化剂、抗氧剂、软化剂、稳定剂、硫化剂和促进剂中的一种或多种；其中，所述三元乙丙橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的共聚物，所述非共轭二烯烃为亚乙基
‑
降冰片烯；且以所述三元乙丙橡胶的总重量为基准，所述非共轭二烯烃的含量为2.3
‑
10wt％，乙烯的含量为44
‑
67wt％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述三元乙丙橡胶的总重量为基准，所述非共轭二烯烃的含量为4
‑
9wt％，乙烯的含量为52
‑
66wt％；和/或，所述三元乙丙橡胶的门尼粘度ML
(1+4)
125℃为30
‑
65。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述三元乙丙橡胶选自下列中的至少一种：三元乙丙橡胶4465，乙烯含量56wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量4.1wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为48；三元乙丙橡胶4450，乙烯含量52wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量4.3wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为46；三元乙丙橡胶3973，乙烯含量66wt％，亚乙基
‑
降冰片烯含量9wt％，门尼粘度ML
(1+4)
125℃为34。4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述天然层状含硅填料选自硅藻土、绢云母、硅灰石、云母粉、硅土、累托石、叶腊石粉、伊利石、绿泥石、地开石、高岭土、蒙脱土和滑石粉中的至少一种；和/或，相对于100重量份的所述三元乙丙橡胶基体，所述炭黑的含量为20
‑
90重量份，所述天然层状含硅填料的含量为1
‑
30重量份，所述石蜡油的含量为5
‑
80重量份，所述分散剂的含量为0
‑
5重量份，所述活化剂的含量为0.5
‑
10重量份，所述抗氧剂的含量为0.1
‑
5重量份，所述软化剂的含量为1
‑
20重量份，所述稳定剂的含量为0.1
‑
6重量份，所述硫化剂的含量为0.1
‑
5重量份，所述促进剂的含量为0.1
‑
6重量份。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的组合物，其中，相对于100重量份的所述三元乙丙橡胶基体，所述炭黑的含量为40
‑
90重量份，所述天然层状含硅填料的含量为1
‑
20重量份，所述石蜡油的含量为20
‑
50重量份，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙攀，李静，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：