CN103627098A - 一种浅色cm/cpe弹性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种浅色CM/CPE弹性材料及其制备方法，涉及一种橡胶一种材料及其制备方法，由以下质量份的组成物组成：氯化聚乙烯橡胶（CM）50～80份、氯化聚乙烯（CPE）50～20份、稳定剂1～6份、吸酸剂1～10份、环氧大豆油1～10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、增塑剂20～50份、乙二醇1～2份、硫化剂2～5份、交联助剂2～4份。由于CM、CPE都是饱和的，故本发明具有良好的耐候、耐臭氧、耐油等性能，本发明的弹性材料及其制备方法使用硫化温度165℃，解决了硫化时间长，生产效率低的问题；增加了CM的耐油性能，拉伸强度；是一种新颖的弹性材料，且浅色CM/CPE共混材料未见报道，具有重要的研究意义。

Description

一种浅色CM/CPE弹性材料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种橡胶材料及其制备方法，特别是涉及一种浅色CM/CPE弹性材料及其制备方法。
背景技术
由于高分子合成科学的蓬勃发展，致使在本世纪30～60年代逐渐地研究并开发了许多品种的高分子弹性体材料，渐渐满足了当时对高分子弹性体材料的需要。然而，随着人们对高分子弹性体材料性能及功能要求的日益提高合成高分子材料的性能有的已经难以满足需要。于是，从本世纪70年代开始，通过对高分子弹性体的改性的途径，不断研制和开发了一些新型的高分子弹性体材料。
高分子弹性体的改性，有以下三个目的：1.赋予改性的高分子弹性体某些高新的性能和功能；2.改善高分子弹性体的加工工艺性能；3.降低材料的生产成本。至今已开发了多种高分子弹性体的改性方法，其中主要是共混改性的方法。在实际生产中，采用橡胶与塑料、合成树脂等高分子聚合物机械共混，可以达到对橡胶的共混改性作用。橡胶与塑料及合成树脂的共混，在习惯上称为橡塑并用。通过橡胶与塑料或合成树脂的机械共混，实现对橡胶的改性作用。此外，橡塑并用也可以实现对塑料及合成树脂的改性作用。
CM是一种性能良好的橡胶，它与多种橡胶的相容性很好，可与橡胶并用广泛应用于橡胶制品，也可与一些塑料树脂共混，制成CM与塑料树脂的共混物。CM与CPE有良好的相容性，二者共混制成浅色CM/CPE共混物，可能使CM弹性体具有更好的物理性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浅色CM/CPE弹性材料及其制备方法，本发明以CM、CPE为原料，加入稳定剂，吸酸剂，环氧大豆油，增塑剂，填充剂，补强剂，乙二醇，硫化剂和交联助剂，改善浅色CM/CPE弹性材料的各项力学性能。使其具有良好的耐油性能，耐臭氧，耐候性能良好，且在165℃下硫化，缩短了生产周期，加快了硫化速度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
    一种浅色CM/CPE弹性材料，所述材料由以下质量份的组成物组成：氯化聚乙烯橡胶（CM）50～80份、氯化聚乙烯（CPE）50～20份、稳定剂1～6份、吸酸剂1～10份、环氧大豆油1～10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、增塑剂20～50份、乙二醇1～2份、硫化剂2～5份、交联助剂2～4份。
一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，所述方法包括以下制备步骤：
a.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，将CM、稳定剂、吸酸剂、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟，用三角包法使之混炼均匀取下待用；
b.将CPE、稳定剂、吸酸剂、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；用三角包法使之混炼均匀并使之包辊； 
c．将a中所得投入塑炼机，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀，取下在室温环境下停留15分钟待用；
d.在开炼机上将c中所得分别加入填充剂、补强剂、乙二醇、增塑剂，用三角包法打包6-8次，加入硫化剂与交联助剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
f.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
所述的一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，所述稳定剂为稀土稳定剂；吸酸剂为活性氧化镁（MgO）；填充剂为超细滑石粉，碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分以任意比例混合；补强剂为白炭黑；增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂（DOP）；硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）；交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
所述的一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，所述塑炼机的温度为80～100℃范围内。
本发明的优点与效果是：
本方法产品可以用在浅色和染色的胶管外胶、电缆等领域，实现了165℃硫化；加快了硫化速度，缩短了生产周期；增加了CM的耐油性能，耐候、耐臭氧性能良好；力学性能可能会更好。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详述。
本发明的浅色CM/CPE弹性材料包括CM、CPE、稳定剂、吸酸剂、环氧大豆油、填充剂、补强剂、增塑剂、乙二醇、硫化剂、交联助剂。各组分的含量按质量份数算分别为氯化聚乙烯橡胶（CM）50～80份、氯化聚乙烯（CPE）50～20份、稳定剂1～6份、吸酸剂1～10份、环氧大豆油1～10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、乙二醇1～2份、增塑剂20～50份、硫化剂2～5份、交联助剂2～4份。
本发明所用的原料和试剂包括：CM，盘锦昌瑞化工有限公司。CPE，盘锦昌瑞化工有限公司。稀土稳定剂，广东炜林纳，工业级。活性MgO，潍坊远东橡塑有限公司，工业级。环氧大豆油，山东青州市晟虹工贸有限公司，工业级。碳酸钙，平定县娘子关太行轻钙公司，工业级。超细滑石粉，海城市他山轻烧镁厂，工业级。白炭黑，卡博特化工（天津）有限公司，工业级。DOP，天津市大茂化学试剂厂，化学纯。乙二醇，天津市大茂化学试剂厂，化学纯。DCP，国药集团制药有限公司，化学纯。TAIC，潍坊凯普化工材料有限公司，工业级。
本发明所用的仪器设备包括：X(S)K-160型开放式炼胶（塑）机，上海双翼橡塑机械有限公司。XK-160型双辊开放式炼胶机，青岛环球机械股份有限公司。GT-M2000-A型橡胶无转子硫化仪，台湾高铁科技股份有限公司。XLB-DQ 400×400×2E型平板硫化机青岛环球机械股份有限公司。CP-25型冲片机，上海化工机械四厂。RG L-30A型微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司。XHS型邵尔橡塑硬度计，营口市材料试验机厂。GT-7017-M型老化试验箱，台湾高铁科技股份有限公司。MH-200A型数显电子比重计，深圳市群隆仪器设备有限公司。
以下给出15个实施例，但须指出，本发明的实施不限于以下实施方式。
实施例1
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。
本实施例的浅色CM/CPE弹性材料的制备步骤如下：
a.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，温度控制在80～100℃范围内，将CM、稀土稳定剂、活性MgO、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟，用三角包法使之混炼均匀取下待用；
b.将CPE、稀土稳定剂、活性MgO、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；用三角包法使之混炼均匀并使之包辊； 
c．将a中所得投入塑炼机，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀，取下在室温环境下停留15分钟待用；
d.在开炼机上将c中所得分别加入碳酸钙、白炭黑、乙二醇、DOP，用三角包法打包6-8次，加入DCP与TAIC，打包6-8次，混炼均匀后下片；
f.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
h.将g中的试样进行筛选，选择表面光滑，无气泡的试样进行性能测试，主要经过：拉伸实验，按照GB/T528-2009执行；硬度，按照GB/T531.1-2008执行；耐油性能，按照GB/T1690-92执行。
耐油性能测试，使用数显电子比重计，在空气中称量每个试样的质量，精确到lmg。然后在蒸馏水中称量每个试样的质量。在蒸馏水中称量时，应注意排除试样表面上的气泡。然后将试样悬挂在盛有试验液体的试验装置内，实验液体为B液，C液，试验液体的体积不得少于试样总体积的15倍，每片试样之间和试样与装置壁之间不得接触，试验液体只限用一次。试验过程中应使橡胶试样避光。不同胶料的试样不得同时在同一装置中进行浸泡试验。
将实验后的试样立即在空气中称量，精确到lmg，然后在蒸馏水中称量。
耐油体积变化率按下式计算：
△V(%)=                                                 
Figure 2013106256394100002DEST_PATH_IMAGE002
式中： 
     
Figure 2013106256394100002DEST_PATH_IMAGE004
 —浸泡前试样在空气中的质量，g；
     
Figure 2013106256394100002DEST_PATH_IMAGE006
 —浸泡前试样在蒸馏水中的质量，g；
 
Figure 2013106256394100002DEST_PATH_IMAGE008
 —浸泡后试样在空气中的质量，g；
      —浸泡后试样在蒸馏水中的质量，g
本实施例所得浅色CM/CPE弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例2
按下列质量份配料：CM：60份，CPE：40份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用60份CM、40份CPE。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得浅色CM/CPE弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例3
按下列质量份配料：CM：70份，CPE：30份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用70份CM、30份CPE。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得浅色CM/CPE弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例4
按下列质量份配料：CM：80份，CPE：20份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用80份CM、20份CPE。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。所得浅色CM/CPE弹性材料的性能测试结果见表1。
实施例5
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：40份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份碳酸钙。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例6
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：50份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用50份碳酸钙。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例7
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：40份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例8
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：30份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例9
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：20份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用20份白炭黑。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例10
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，超细滑石粉：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用30份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例11
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，超细滑石粉：40份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用40份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述
实施例12
按下列质量份配料：CM：50份，CPE：50份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，超细滑石粉：50份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例1的区别在于使用50份超细滑石粉。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述
实施例13
按下列质量份配料：CM：60份，CPE：40份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：4份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例2的区别在于使用4份DCP。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例14
按下列质量份配料：CM：60份，CPE：40份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：20份，DCP：4份，TAIC：3份。本实施例的配比与实施例2的区别在于使用4份DCP，3份TAIC。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
实施例15
按下列质量份配料：CM：60份，CPE：40份，稀土稳定剂：6份，活性MgO：10份，环氧大豆油：10份，碳酸钙：30份，白炭黑：50份，乙二醇：1份，DOP：30份，DCP：5份，TAIC：4份。本实施例的配比与实施例2的区别在于使用30份DOP。
本实施例的制备方法和性能测试标准与实施例1相同，此处不再赘述。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度/MPa 15.3 13.41 12.99 10.87
断裂伸长率/% 275.51 340.89 373.53 332.86
100%定伸应力/MPa 5.98 4.19 3.03 2.73
邵尔硬度/MPa 82 78 74 72
扯断永久变形/% 28 52 44 40
耐B液体积变化率/% 37.9 12.7 47.8 24.1
耐B液质量变化/% 26 35.2 13.9 30.8
耐C液体积变化率/% 60.6 45.4 60 47.1
耐C液质量变化/% 29.7 27 15.4 22.3

Claims (4)

1. 一种浅色CM/CPE弹性材料，其特征在于，所述材料由以下质量份的组成物组成：氯化聚乙烯橡胶（CM）50～80份、氯化聚乙烯（CPE）50～20份、稳定剂1～6份、吸酸剂1～10份、环氧大豆油1～10份、填充剂30～50份、补强剂30～50份、增塑剂20～50份、乙二醇1～2份、硫化剂2～5份、交联助剂2～4份。
2. 一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，其特征在于，所述方法包括以下制备步骤：
a.将塑炼机辊距调至0.5-1毫米，将CM、稳定剂、吸酸剂、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟，用三角包法使之混炼均匀取下待用；
b.将CPE、稳定剂、吸酸剂、环氧大豆油按比例配合后在塑炼机上混炼3-5分钟；用三角包法使之混炼均匀并使之包辊； 
c．将a中所得投入塑炼机，经过2-3分钟的滚压和翻炼，用三角包法使a中所得与b中所得混炼均匀，取下在室温环境下停留15分钟待用；
d.在开炼机上将c中所得分别加入填充剂、补强剂、乙二醇、增塑剂，用三角包法打包6-8次，加入硫化剂与交联助剂，打包6-8次，混炼均匀后下片；
f.将d中所得的混炼胶放置24小时，用硫化仪测定t10，t90 ；
g.按照f中t90将d中所得的混炼胶用平板硫化剂在10MPa，165℃下进行硫化即可。
3.根据权利要求2所述的一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，其特征在于，所述稳定剂为稀土稳定剂；吸酸剂为活性氧化镁（MgO）；填充剂为超细滑石粉，碳酸钙的其中一种或一种以上的上述成分以任意比例混合；补强剂为白炭黑；增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂（DOP）；硫化剂为过氧化二异丙苯（DCP）；交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）。
4.根据权利要求2所述的一种浅色CM/CPE弹性材料制备方法，其特征在于，所述塑炼机的温度为80～100℃范围内。
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