CN105038082A - 一种高强度耐寒三元乙丙橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐寒三元乙丙橡胶及其制备方法，该三元乙丙橡胶是由以下重量份的组分制成：三元乙丙橡胶90-110份、甲基丙烯酸2-10份、超支化丙烯酸酯0.5-2份、引发剂0.5-1份、增塑剂2-8份、防老剂1-5份。本发明三元乙丙橡胶经改性后，具有优异的力学机械性能和较好的耐寒性能。

Description

一种高强度耐寒三元乙丙橡胶及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种高强度耐寒三元乙丙橡胶及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶是一种综合性能优良的合成橡胶，常温下具有优异的耐老化性能，优异的耐化学药品特性，优良的绝缘性能。但由于其强度不高、耐寒性能不佳，一般在-30℃左右的环境下，机械强度会变得很差，适用范围受到很大的限制。
有鉴于现有的三元乙丙橡胶存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型具有更高强度和更好耐寒性能的三元乙丙橡胶的配方，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种高强度且耐寒的三元乙丙橡胶。
本发明的另一目的是提供该三元乙丙橡胶的制备方法。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，该三元乙丙橡胶是由以下重量份的组分制成：
三元乙丙橡胶90～110份、甲基丙烯酸2～10份、超支化丙烯酸酯0.5～2份、引发剂0.5～1份、增塑剂2～8份、防老剂1～5份。
上述的高强度耐寒三元乙丙橡胶优选是由以下重量份的组分制成：
三元乙丙橡胶95～100份、甲基丙烯酸6～8份、超支化丙烯酸酯1～2份、引发剂0.5～0.7份、增塑剂4～6份、防老剂2～3份。
所述的引发剂优选为过氧化二异丙苯。
所述的增塑剂优选为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
所述的防老剂优选为6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉。
上述的高强度耐寒三元乙丙橡胶的制备方法包括以下步骤：将三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸、引发剂按照60-80转/分钟转速高速搅拌混炼至50～55℃，添加超支化丙烯酸酯搅拌混炼至58～60℃，然后再添加增塑剂、防老剂搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时采用的螺杆转速是40-50转/分钟；双螺杆挤出机温度设置如下表所示：
区域 机筒一区 机筒二区 机筒三区 机筒四区 机筒五区 机筒六区 机头温度
温度/℃ 100～110 110～120 120～130 135～145 145～155 140～150 145
与现有技术比较本发明的有益效果：本发明对三元乙丙橡胶进行改性，显著改善了其强度和耐寒性。特别是通过将三元乙丙橡胶先接枝甲基丙烯酸单体后，再与超支化丙烯酸酯的外部长链所具有的活性官能团化学交联，大大提高了该橡胶的机械强度。同时，通过加入特定的增塑剂和防老剂，也明显提高了橡胶的耐寒性能。其中，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯的羟端基，能被超支化丙烯酸酯外部长链的活性官能团牢固结合，相容性好并不发生迁移，比加入普通的增塑剂具有更好的耐寒性能和加工性能。本发明的有益效果与超支化丙烯酸酯外部长链拥有丰富的活性官能团密不可分，也与增塑剂拥有羟端基能被牢固结合有关。
具体实施方式
下面结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
配方：
配方材料 剂量(重量份)
三元乙丙橡胶 100
甲基丙烯酸 6
超支化丙烯酸酯 1
引发剂过氧化二异丙苯 0.5
增塑剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯 4
防老剂6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉 2
实施工艺：将三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸、引发剂按照60转/分钟转速高速搅拌混炼至55℃，添加超支化丙烯酸酯搅拌混炼至60℃，然后再添加增塑剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和防老剂6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时采用的螺杆转速是40转/分钟；双螺杆挤出机温度设置如表1所示：
表1
区域 机筒一区 机筒二区 机筒三区 机筒四区 机筒五区 机筒六区 机头温度
温度/℃ 100～110 110～120 120～130 135～145 145～155 140～150 145
以下为本发明实施例1制备得到的三元乙丙橡胶(EPDM)与市售普通EPDM性能对比表，从表2中对比数据可以看出本发明EPDM强度和耐寒性能均明显优于市售普通EPDM。
表2
指标 实施例1EPDM 市售普通EPDM 检测标准
拉伸长度/N/mm2 12 4.2 GB/T16583-2008
断裂伸长率/％ 530 470 GB/T16583-2008
-50℃拉伸耐寒系数/％ -0.25 已脆化 HG/T 3867-2008
-50℃压缩耐寒系数/％ 0.65 0.13 HG/T 3866-2008
实施例2
配方：
配方材料 剂量(重量份)
三元乙丙橡胶 95
甲基丙烯酸 8
超支化丙烯酸酯 2
引发剂过氧化二异丙苯 0.7
增塑剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯 6
防老剂6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉 3
实施工艺：将三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸、引发剂按照80转/分钟转速高速搅拌混炼至50℃，添加超支化丙烯酸酯搅拌混炼至60℃，然后再添加增塑剂2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和防老剂6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时采用的螺杆转速是50转/分钟；双螺杆挤出机温度设置如表3所示：
表3
区域 机筒一区 机筒二区 机筒三区 机筒四区 机筒五区 机筒六区 机头温度
温度/℃ 100～110 110～120 120～130 135～145 145～155 140～150 145
以下为本发明实施例1制备得到的三元乙丙橡胶(EPDM)与市售普通EPDM性能对比表，从表4中对比数据可以看出本发明EPDM强度和耐寒性能均明显优于市售普通EPDM。
表4
指标 实施例2EPDM 市售普通EPDM 检测标准
拉伸长度/N/mm2 12.5 4.2 GB/T16583-2008
断裂伸长率/％ 540 470 GB/T16583-2008
-50℃拉伸耐寒系数/％ -0.3 已脆化 HG/T 3867-2008
-50℃压缩耐寒系数/％ 0.7 0.13 HG/T 3866-2008

Claims (6)

1.一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，其特征在于该三元乙丙橡胶是由以下重量份的组分制成：三元乙丙橡胶90～110份、甲基丙烯酸2～10份、超支化丙烯酸酯0.5～2份、引发剂0.5～1份、增塑剂2～8份、防老剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，其特征在于该三元乙丙橡胶是由以下重量份的组分制成：
三元乙丙橡胶95-100份、甲基丙烯酸6～8份、超支化丙烯酸酯1～2份、引发剂0.5～0.7份、增塑剂4～6份、防老剂2～3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，其特征在于引发剂为过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，其特征在于增塑剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的一种高强度耐寒三元乙丙橡胶，其特征在于防老剂为6-乙氧基-2,2,4,-三甲基-1,2-二氢化喹啉。
6.一种权利要求1或2所述的一种高强度耐寒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于所述的方法包括以下步骤：
将三元乙丙橡胶、甲基丙烯酸、引发剂按照60-80转/分钟转速高速搅拌混炼至50～55℃，添加超支化丙烯酸酯搅拌混炼至58～60℃，然后再添加增塑剂、防老剂搅拌均匀，最后加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出造粒时采用的螺杆转速是40-50转/分钟；双螺杆挤出机温度设置如下表所示：
区域 机筒一区 机筒二区 机筒三区 机筒四区 机筒五区 机筒六区 机头温度 温度/℃ 100～110 110～120 120～130 135～145 145～155 140～150 145
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