CN102153818B - 一种硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶及其制备工艺，该硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶由以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶100份，硫酸钙晶须15～25份，炉法炭黑10～20份，硫磺0.5～1.5份，二硫化四甲基秋兰姆0.5～2份，氧化锌2～4份，石蜡1～3份，钛酸酯表面处理剂1～3份。本发明还包括所述硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶制备方法。本发明之硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶，强度高，性能稳定，特别适于制作汽车传动带等要求高强度的产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种三元乙丙橡胶及其制备工艺，尤其涉及一种硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶及其制备工艺。
背景技术
短纤维增强橡胶复合材料(SFRC)将橡胶的柔性与纤维的刚性有机地结合起来，既保持了橡胶的高弹性，又兼具低伸长下高模量的特点，还具有较高的横向刚度和纵向柔性，因而广泛用作各种汽车传动带用橡胶材料，以提高其传递效率和耐曲挠疲劳性能。三元乙丙橡胶(EPDM)具有优良的耐热、耐老化性能，成本低，可以作为制备SFRC的基质材料，以满足汽车传动带等高强度场所的运用要求。但是，由于短纤维与橡胶基质间仅靠范德华力作用，而纤维和橡胶内部都各自有牢固化学键结合，致使短纤维易团聚、界面粘合微弱，限制了其应用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种强度高，性能稳定的硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶及其制备工艺。
本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：
本发明之硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶是由以下重量份数的原料制成的：三元乙丙橡胶（EPDM）100份，硫酸钙晶须15~25份，炉法炭黑 10~20份，硫磺0.5~1.5份，二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）0.5~2份，氧化锌2~4份，石蜡1~3份，钛酸酯表面处理剂1~3份。优选的重量配比为：三元乙丙橡胶（EPDM）100份，硫酸钙晶须 20份，炉法炭黑 15份，硫磺1份，二硫化四甲基秋兰姆1.2份，氧化锌3份，石蜡2份，钛酸酯表面处理剂2份。
本发明之硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须加入到高速混合机中，加热搅拌，在100℃下加入经定量液体石蜡稀释的钛酸酯表面处理剂，混合5～7min(优选6min)，得改性硫酸钙晶须；
（2）将三元乙丙橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5~7min（优选6min），然后再加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、氧化锌和石蜡，混炼2～4min(优选3min)，制成片，辊间距0.5mm~2mm（优选1mm），辊温90℃~110℃（优选100℃）。
硫酸钙晶须，又称石膏晶须，是一种硫酸钙的纤维状单晶体。研究表明，本发明使用之改性硫酸钙晶须长径比20~35，平均直径0.5~3μm，其具有均匀的横截面，完整的内部结构，这一特征赋予其接近晶体理论值-原子间价键的强度。由于其具有极高的强度，细微的尺寸，易与EPDM界面粘合，提高与基体的相容性和界面黏结力，当受外力强迫取向时，EPDM中的残余应力能很好地传递给硫酸钙晶须，从而提高EPDM复合材料的强度，同时改善其韧性。同时，硫酸钙晶须为无机物，在EPDM中分散均匀，不易团聚，使其复合材料性能稳定。
本发明之硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶，强度高，性能稳定，特别适于制作汽车传动带等要求高强度的产品。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
实施例1－2硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶的原料重量配比见表1。
各实施例硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶的制备方法：
（1）将硫酸钙晶须加入到高速混合机中，加热搅拌，在100℃下加入经定量液体石蜡稀释的钛酸酯表面处理剂，混合6min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将EPDM、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼6min，然后再加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、氧化锌和石蜡，混炼3min，制成片，辊间距1mm，辊温100℃。
实施例1－2产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表2。
对照例：
本对照例的原料重量配比见表1:不加硫酸钙晶须，加入芳纶纤维对EPDM进行改性。
制备方法：
将EPDM、芳纶纤维和炉法炭黑在开炼机上混炼6min，然后再加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、氧化锌和石蜡，混炼3min，制成片，辊间距1mm，辊温100℃。
本对照例产品力学性能测试按ATSM规定方法进行，结果见表2。
由表2可知，在相同条件下，硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶力学性能优于芳纶纤维改性三元乙丙橡胶。
表1 实施例1－2及对照例原料重量配比
| 实施例1 | 实施例2 | 对照例 | |
| EPDM | 100 | 100 | 100 |
| 硫酸钙晶须 | 15 | 20 | 0 |
| 炉法炭黑 | 15 | 15 | 15 |
| 硫磺 | 1 | 1 | 1 |
| 二硫化四甲基秋兰姆 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
| 氧化锌 | 2 | 3 | 4 |
| 石蜡 | 2 | 2 | 2 |
| 钛酸酯表面处理剂 | 2 | 2 | 2 |
| 芳纶纤维 | 0 | 0 | 15 |
表2 实施例1－2及对照例产品力学性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 对照例 | |
| 硬度（邵尔A）J×m-1 | 88 | 93.5 | 72 |
| 撕裂强度 N×mm-1 | 45.8 | 49.2 | 33.5 |
| 拉伸强度 MPa | 9.6 | 11.3 | 5.5 |
| 扯断伸长率% | 665 | 670 | 556 |
Claims (3)
1.一种硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶100份，硫酸钙晶须15～25份，炉法炭黑10～20份，硫磺0.5～1.5份，二硫化四甲基秋兰姆0.5～2份，氧化锌2～4份，石蜡1～3份，钛酸酯表面处理剂1～3份；
所述硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须加入到高速混合机中，加热搅拌，在100℃下加入经定量液体石蜡稀释的钛酸酯表面处理剂，混合5～7min，得改性硫酸钙晶须；
（2）将三元乙丙橡胶、改性硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼5～7min，然后再加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、氧化锌和石蜡，混炼2～4min，制成片，辊间距0.5mm～2mm，辊温90℃～110℃。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶，其特征在于，由以下重量份数的原料制成：三元乙丙橡胶100份，硫酸钙晶须20份，炉法炭黑15份，硫磺1份，二硫化四甲基秋兰姆1.2份，氧化锌3份，石蜡2份，钛酸酯表面处理剂2份。
3.根据权利要求1或2所述的硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶，其特征在于，所述硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙晶须加入到高速混合机中，加热搅拌，在100℃下加入经定量液体石蜡稀释的钛酸酯表面处理剂，混合6min，得改性后硫酸钙晶须；
（2）将三元乙丙橡胶、改性后硫酸钙晶须和炉法炭黑在开炼机上混炼6min，然后再加入硫磺、二硫化四甲基秋兰姆、氧化锌和石蜡，混炼3min，制成片，辊间距1mm，辊温100℃。
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