CN109320853A - 三元乙丙橡胶及其制备方法 - Google Patents

三元乙丙橡胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109320853A
CN109320853A CN201710648351.7A CN201710648351A CN109320853A CN 109320853 A CN109320853 A CN 109320853A CN 201710648351 A CN201710648351 A CN 201710648351A CN 109320853 A CN109320853 A CN 109320853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ethylene propylene
propylene diene
diene rubber
weight
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710648351.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109320853B (zh
Inventor
淦克园
林志文
侯振宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN201710648351.7A priority Critical patent/CN109320853B/zh
Publication of CN109320853A publication Critical patent/CN109320853A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109320853B publication Critical patent/CN109320853B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了三元乙丙橡胶及其制备方法。该三元乙丙橡胶包含：三元乙丙橡胶；补强炭黑；微晶蜡；抗氧剂；碳自由基捕获剂；环氧树脂。加入微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以更好的减弱补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶性能的负面影响，进而避免填充大量中低补强炭黑，提高含胶率，改善三元乙丙橡胶的使用性能；特别是上述配方同样适用于粒径较小的高补强炭黑，微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以有效减少高补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶的负面影响，使得三元乙丙橡胶不易泛彩，可以在保证三元乙丙橡胶力学性能满足要求的同时，维持较低的炭黑用量，提高含胶率，拉伸撕裂强度好及弹性佳，且原料来源广泛，用量少，成本低，无污染。

Description

三元乙丙橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，具体地，涉及三元乙丙橡胶及其制备方法。
背景技术
在乙丙橡胶配方中加入生胶、中低补强炭黑、惰性填料(优选硅粉)、油、硫磺、促进剂和硬脂酸，其中，中低补强炭黑由于炭黑粒子的粒径较大，比表面积小，表面氧化基团少，减少了泛彩现象的发生；惰性填料则能与炭黑表面的羟基、羰基和羧基等基团进行反应，降低了基团与空气中氧接触产生散射泛彩的风险。
但此种改善三元乙丙橡胶泛彩的方法存在以下几方面不足：①配方中炭黑的选用范围较小，为减少炭黑粒子表面官能团的存在而局限于选择粒径大的炭黑品种。②为吸收大量炭黑表面官能团而加入的惰性填料与炭黑用量成正比，炭黑粒径越大，对橡胶的补强效果越差，达到同等硬度需要增加炭黑的用量，则惰性填料用量也要增加，这样会造成配方总份数的增加，含胶率下降，拉伸撕裂强度和橡胶弹性也有所下降。
因此，关于三元乙丙橡胶的研究有待深入。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有无污染、不易泛彩、强度好或弹性佳等优点的三元乙丙橡胶。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种三元乙丙橡胶。根据本发明的实施例，该三元乙丙橡胶包含：三元乙丙橡胶；补强炭黑；微晶蜡；抗氧剂；碳自由基捕获剂；环氧树脂。发明人发现，加入微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以更好的减弱补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶性能的负面影响，进而避免填充大量中低补强炭黑，提高含胶率，改善三元乙丙橡胶的使用性能；特别是上述配方同样适用于粒径较小的高补强炭黑，微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以有效减少高补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶的负面影响，使得三元乙丙橡胶不易泛彩，相对于现有技术中只能采用中低补强炭黑，通过采用粒径小的高补强炭黑，可以在保证三元乙丙橡胶力学性能满足要求的同时，维持较低的炭黑用量，提高含胶率，拉伸撕裂强度好及弹性佳，且原料来源广泛，用量少，成本低。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种制备前面所述的三元乙丙橡胶的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：将三元乙丙橡胶、补强炭黑、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂进行混炼，得到混炼胶；将混炼胶在开炼机上薄通，打5-8个三角包，然后出片，得到所述三元乙丙橡胶。由此，制备工艺简单成熟，易于工业化生产，而且，此方法制备的三元乙丙橡胶含胶率高、无污染、不易泛彩、拉伸撕裂强度好及弹性佳。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种三元乙丙橡胶。根据本发明的实施例，该三元乙丙橡胶包含：三元乙丙橡胶；补强炭黑；微晶蜡；抗氧剂；碳自由基捕获剂；环氧树脂。发明人发现，加入微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以更好的减弱补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶性能的负面影响，进而避免大量填充中低补强炭黑，提高含胶率，改善三元乙丙橡胶的使用性能；特别是上述配方同样适用于粒径较小的高补强炭黑，微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂可以有效减少高补强炭黑表面基团对三元乙丙橡胶的负面影响，使得三元乙丙橡胶不易泛彩，相对于现有技术中只能采用中低补强炭黑，通过采用粒径小的高补强炭黑，可以在保证三元乙丙橡胶力学性能满足要求的同时，维持较低的炭黑用量，提高含胶率，拉伸撕裂强度好及弹性佳，且原料来源广泛，用量少，成本低，无污染。
根据本发明的实施例，三元乙丙橡胶可以进一步包括石蜡油；聚乙二醇；硬脂酸；氧化锌；硫磺；促进剂。由此，可以制备性能较佳的三元乙丙橡胶。其中，石蜡油在橡胶中具有软化作用，可以调节胶料硬度，改善加工性能；聚乙二醇可以活化硫化交联反应，稳定胶料硬度；硬脂酸可以活化硫化反应，促使炭黑、氧化锌等粉料均匀分散；氧化锌加快硫化反应速度，提高硫化程度；硫磺与三元乙丙橡胶发生了交联反应，使线性分子形成立体网状结构，降低三元乙丙橡胶的可塑性强度，增强弹性；促进剂可以促使硫磺与三元乙丙橡胶交联反应的进行。
根据本发明的实施例，该三元乙丙橡胶包含：三元乙丙橡胶120重量份，补强炭黑50-80重量份，石蜡油50-80重量份，聚乙二醇0.5-1重量份，微晶蜡1-3重量份，抗氧剂0.5-1.0重量份，碳自由基捕获剂0.2-1.0重量份，环氧树脂2-10重量份，硬脂酸1-2重量份，氧化锌4-8重量份，硫磺1-1.5重量份，促进剂2-4重量份。由此，具有上述配比的三元乙丙橡胶可以优于其他配比发挥作用，获得的三元乙丙橡胶含胶率高、无污染、不易泛彩、拉伸撕裂强度好及弹性佳，使用性能更佳。
根据本发明的实施例，三元乙丙橡胶的具体种类没有特殊要求，只要其乙烯含量为40-80％，门尼粘度(ML(1+4)125℃)为40-100，第三单体含量为4-10％即可。在本发明的实施例中，三元乙丙橡胶选自S512F。由此，材料来源广泛，应用也较广泛，且性能理想。
本领域人员熟知，三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，所以，前面所述的第三单体是指非共轭二烯烃。
根据本发明的实施例，补强炭黑的具体种类也没有特殊限制，即对炭黑粒径、品种等无太多限制，可以为低补强、中补强至高补强等多种粒径的炭黑，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。特别需要指出的是，本发明的三元乙丙橡胶中采用的微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂及环氧树脂对补强炭黑表面基团的作用更佳，可以更大幅度的减弱补强炭黑表面基团的负面影响，由此可以采用粒径较小的高补强炭黑，进而对三元乙丙橡胶的补强效果更佳，可以避免填充大量中低补强炭黑，提高含胶率，使其弹性、拉伸撕裂强度更佳，且泛彩的可能性显著降低。在本发明的一些实施例中，高补强炭黑可以选自炭黑N330、炭黑N550中的至少一种。由此，高补强炭黑粒径小，补强效果好，可以维持较低的炭黑用量，提高三元乙丙橡胶的含胶率。
根据本发明的实施例，为了更好的减少补强炭黑表面基团如羧基、羟基等的负面影响，可以预先利用表面处理剂对补强炭黑进行表面改性。由此，可以减少其他助剂的用量，更好的避免泛彩现象的发生，提高三元乙丙橡胶的含胶率，进而增强三元乙丙橡胶的强度和弹性。
根据本发明的实施例，所使用的表面处理剂的具体种类没有特殊要求，只要可以降低补强炭黑表面基团如羧基、羰基等氧化基团的负面影响即可，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，表面处理剂采用偶联剂类处理剂。由此补强炭黑的表面基团如羧基、羰基等氧化基团与表面处理剂的基团进行化学反应，降低补强炭黑表面基团如羧基、羰基等氧化基团的负面影响，进而更好的避免泛彩现象的发生。
根据本发明的实施例，石蜡油的具体种类也没有特殊限制，只要其闪点为200℃以上即可，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择。在本发明的实施例中，石蜡油选自KP6030。由此，石蜡油具有高闪点和低挥发份的优点，为三元乙丙橡胶的加工提供更好的耐候性和高温下挥发小的特性，而且，石蜡油中芳烃含量少，对胶料力学性能影响小，有利于后续步骤硫化工艺的进行。
根据本发明的实施例，微晶蜡的具体种类也没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，微晶蜡选自莱茵蜡L-654。由此，微晶蜡在橡胶中易于迁移到表面，能很快形成牢固的防护膜，可以隔绝橡胶表面补强炭黑与氧的接触，大大降低泛彩现象发生的几率，提高三元乙丙橡胶的抗老化性能，而且，添加量少，对含橡胶含胶率的影响小，不参与硫化反应，对胶料性能无明显影响，不会造成胶料的污染现象，此外，微晶蜡具有软化作用，可以有效降低混炼加工的难度。
根据本发明的实施例，抗氧剂为非污染型抗氧剂，具体的，抗氧剂为酚类抗氧剂或苯并咪唑型抗氧剂中的至少一种。在本发明的实施例中，抗氧剂选自2-硫醇基苯并咪唑。由此，在高温环境下，蜡的溶解度增大，防护膜隔绝氧气的作用减弱，抗氧剂的加入能帮助阻碍补强炭黑表面基团与氧的反应，降低胶料泛彩倾向，提高三元乙丙橡胶的抗老化性能，而且，添加量少，对橡胶含胶率的影响小，不参与硫化反应，对胶料性能无明显影响，不会造成胶料的污染现象。
根据本发明的实施例，碳自由基捕获剂的具体种类也没有特殊限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，碳自由基捕获剂选自羟胺类、苯并呋喃酮类、双酚单丙烯酸酯类中的至少一种，优选5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮。由此，抗氧剂在长期使用后被空气氧化，产生着色基团，橡胶发生黄变或褐变的风险，碳自由基捕获剂的加入能抑制抗氧剂的氧化变色，提高三元乙丙橡胶的抗老化性能，而且，添加量少，对含橡胶含胶率的影响小，不参与硫化反应，对胶料性能无明显影响，不会造成胶料的污染现象。
根据本发明的实施例，环氧树脂的具体种类也没有特别的限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，环氧树脂选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类中的至少一种，优选双酚A型环氧树脂E-20。由此，环氧树脂无需固化交联，直接作为界面活性剂，其含有的环氧基与补强炭黑表面基团，如羧基、羟基等形成键合，辅助抑制其参与氧化反应，易于与补强炭黑配合，提高三元乙丙橡胶的抗老化性能，而且烷基和乙丙橡胶具有很好的相容性，可以增加补强炭黑与乙丙橡胶的相容性，进一步地，添加量少，对橡胶含胶率的影响小，不参与硫化反应，对胶料性能无明显影响，不会造成胶料的污染现象。
根据本发明的实施例，促进剂的具体种类也没有特别的限制，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的一些实施例中，促进剂选自2-硫醇基苯并噻唑、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四甲基秋兰姆中的至少一种。由此，可以有效促进硫磺与橡胶的交联反应。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种制备前面所述的三元乙丙橡胶的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
将三元乙丙橡胶、补强炭黑、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂进行混炼，得到混炼胶。
将所述混炼胶在开炼机上薄通，打5-8个三角包，然后出片，得到所述三元乙丙橡胶。
根据本发明的一些实施例，制备所述三元乙丙橡胶的可以方法为：
将三元乙丙橡胶、补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌，加入到密炼机中进行混炼，得到混炼胶。
将混炼胶与硫磺和促进剂在开炼机上薄通，打5-8个三角包，然后出片，得到三元乙丙橡胶。
根据本发明的实施例，三元乙丙橡胶、补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌的添加顺序没有特殊的限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，只要上述几种原料在混炼机中充分混合，制备出性能佳的混炼胶即可。
根据本发明的实施例，混炼的条件也没有特殊限制，只要可以制备出性能良好的混炼胶即可。在本发明的一些实施例中，混炼时间为8分钟-30分钟，温度控制在80-150℃的范围内。由此，可以在较短的时间内制备出性能良好的混炼胶。
根据本发明的实施例，薄通的条件也没有特殊限制，只要可以有效提高混炼胶的混炼效果，使混炼胶中的各组份分散均匀即可。
根据本发明的实施例，上述制备三元乙丙橡胶的工艺简单成熟，易于工业化生产，而且，此方法制备的三元乙丙橡胶含胶率高、无污染、不易泛彩、拉伸撕裂强度好及弹性佳。
实施例
实施例1
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)70重量份，石蜡油(KP6030)70重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，微晶蜡(L-654)3重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)1重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)1重量份，环氧树脂(E-20)10重量份，硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.3重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为20min，温度控制在130℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时，得到混炼胶1；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时，得到三元乙丙橡胶1。
对比例1
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)20重量份，高补强炭黑(N550)40重量份，石蜡油(KP6030)60重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)0.8重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为12min，温度控制在120℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时，得到混炼胶2；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时，得到三元乙丙橡胶2。
对比例2(与实施例1相比不含微晶蜡)
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)60重量份，石蜡油(KP6030)60重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)0.8重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)0.8重量份，环氧树脂(E-20)10重量份,硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.3重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为15min，温度控制在130℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时，得到混炼胶3；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时,得到三元乙丙橡胶3。
对比例3(与实施例1相比不含抗氧剂)
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)55重量份，石蜡油(KP6030)60重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，微晶蜡(L-654)2.5重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)0.5重量份，环氧树脂(E-20)8重量份，硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.3重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为18min，温度控制在125℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时得到，混炼胶4；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时，得到三元乙丙橡胶4。
对比例4(与实施例1相比不含碳自由基捕获剂)
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)65重量份，石蜡油(KP6030)60重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，微晶蜡(L-654)2.8重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)0.8重量份，环氧树脂(E-20)10重量份，硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.3重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为20min，温度控制在120℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时，得到混炼胶5；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时，得到三元乙丙橡胶5。
对比例5(与实施例1相比不含环氧树脂)
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)70重量份，石蜡油(KP6030)60重量份，聚乙二醇(PEG4000)1重量份，微晶蜡(L-654)2重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)0.8重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)0.6重量份，硬脂酸(SA1801)1重量份，氧化锌(活性ZnO)6重量份，硫磺1.2重量份，促进剂3.5重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.3重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.2重量份)。
制备三元乙丙橡胶的工艺：①在密炼机中将对应重量份数的三元乙丙橡胶、高补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、硬脂酸和氧化锌加入到密炼机中，一同进行密炼，时间为18min，温度控制在135℃，然后排胶过滤出片，停放冷却8小时，得到混炼胶6；②取对应重量份数的硫磺和促进剂在开炼机上加入到①步骤得到的混炼胶中并进行薄通，打6个三角包，然后出片，停放冷却8小时，得到三元乙丙橡胶6。
实施例1、对比例1-对比例5所得到的混炼胶和三元乙丙橡胶的检测方法和结果如下：
未硫化胶泛彩现象测试：
将上述实施例1、对比例1-对比例5中步骤①所得到的混炼胶在自然条件下(正常光照、常温、露天)放置，目视观察色泽和泛彩现象出现的时间和程度，测试结果见表1。
表1
结果分析：没有表面防护层的胶料在空气中与氧气接触，高补强炭黑表面基团与之进行反应，造成泛彩现象，抗氧剂等抑制氧化反应的助剂能一定程度上抑制泛彩，但单用效果不佳。胶料表面不平整会干扰观察，故泛彩现象表现较轻微。混炼胶6中出现的色泽差异原因在于炭黑分散不良，部分高补强炭黑在表面聚集过多产生黑度的差异。
未硫化胶炭黑分散度测试
将上述实施例1和对比例5中步骤①所得到的混炼胶按照GB/T 6030-2006标准，使用炭黑分散度仪对混炼胶中炭黑的分散程度进行测试，测试结果见表2。
表2
结果分析：高补强炭黑因为粒径小而难于在橡胶中分散加工，分散不良容易造成橡胶各处硫化程度不同，从而导致耐疲劳、耐磨等性能下降，加入环氧树脂可以有效对两者界面进行增容。
加硫胶泛彩现象测试
将上述六个实验中步骤②所得到的三元乙丙橡胶在自然条件下(正常光照、常温、露天)放置，目视观察泛彩现象出现的时间和程度，测试结果见表3。
表3
结果分析：经开炼机再次加工后，胶料表面变得较为光滑平整，泛彩现象表现得更为明显。
硫化胶泛彩现象测试
将上述六个实验中步骤②所得到的三元乙丙橡胶在平板硫化机中压片，温度为170℃，时间为10min，大小为130mm*150mm*2mm，分别得到试片1、2、3、4、5、6，然后在自然条件下(正常光照、常温、露天)放置，目视观察泛彩现象出现的时间和程度，测试结果见表4。
表4
结果分析：经过硫化后，高补强炭黑与橡胶结合得更为紧密，表面基团与橡胶分子中的官能团产生相互作用，被束缚在交联网络中，但高补强炭黑的表面仍然有部分可以在空气中与氧进行反应，产生泛彩现象。
硫化胶高温泛彩现象测试
将上述实施例1、对比例1-对比例5中步骤②所得到的乙丙胶在平板硫化机中压片，温度为170℃，时间为10min，大小为130mm*150mm*2mm，分别得到试片1、2、3、4、5、6，然后在高温条件下(烘箱温度100℃)放置(试片上下表面均直接接触烘箱内空气)，目视观察泛彩现象出现的时间和程度，测试结果见表5。
表5
结果分析：在高温条件下，蜡在橡胶中的溶解度增大，析出成膜的微晶蜡部分重新溶进橡胶中，表面膜的防护效果减弱，炭黑可以与氧进行部分接触，在高温状态下这种氧化反应加剧，从而出现泛彩。在没有碳自由基捕获剂的情况下，抗氧剂受到长期老化作用导致颜色变深，黑度下降。抗氧剂、碳自由基捕获剂和环氧树脂能在一定程度上减轻这种泛彩，但只能起辅助作用，表面残余的微晶蜡和这些助剂共同作用才能阻碍长期高温泛彩现象的发生。
实施例2
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N550)50重量份，石蜡油(KP6030)50重量份，聚乙二醇(PEG4000)0.5重量份，微晶蜡(L-654)1重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)0.8重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)0.2重量份，环氧树脂(E-20)2重量份，硬脂酸(SA1801)1.5重量份，氧化锌(活性ZnO)4重量份，硫磺1重量份，促进剂2重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)0.5重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)0.4重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.1重量份)。
制备方法同实施例1。
实验结果：与实施例1类似。
实施例3
三元乙丙橡胶原料配方如下：三元乙丙橡胶(生胶S512F)120重量份，高补强炭黑(N330)80重量份，石蜡油(KP6030)80重量份，聚乙二醇(PEG4000)0.8重量份，微晶蜡(L-654)1.8重量份，抗氧剂(2-硫醇基苯并咪唑)0.8重量份，碳自由基捕获剂(HP-136)0.7重量份，环氧树脂(E-20)7重量份，硬脂酸(SA1801)2重量份，氧化锌(活性ZnO)8重量份，硫磺1.5重量份，促进剂4重量份(促进剂CZ(N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.5重量份，促进剂M(2-硫醇基苯并噻唑)1.1重量份，促进剂BZ(二丁基二硫代氨基甲酸锌)1.1重量份，促进剂TT(二硫化四甲基秋兰姆)0.3重量份)。
制备方法同实施例1。
实验结果：与实施例1类似。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种三元乙丙橡胶，其特征在于，包含：三元乙丙橡胶；补强炭黑；微晶蜡；抗氧剂；碳自由基捕获剂；环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，进一步包括石蜡油；聚乙二醇；硬脂酸；氧化锌；硫磺；促进剂。
3.根据权利要求2所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，包含：所述三元乙丙橡胶120重量份，所述补强炭黑50-80重量份，所述石蜡油50-80重量份，所述聚乙二醇0.5-1重量份，所述微晶蜡1-3重量份，所述抗氧剂0.5-1.0重量份，所述碳自由基捕获剂0.2-1.0重量份，所述环氧树脂2-10重量份，所述硬脂酸1-2重量份，所述氧化锌4-8重量份，所述硫磺1-1.5重量份，所述促进剂2-4重量份。
4.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述三元乙丙橡胶乙烯含量为40-80％，门尼粘度(ML(1+4)125℃)为40-100，第三单体含量为4-10％。
5.根据权利要求4所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述三元乙丙橡胶选自S512F。
6.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述补强炭黑包括中低补强炭黑和高补强炭黑。
7.根据权利要求6所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述高补强炭黑选自炭黑N330、炭黑N550中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，预先使用表面处理剂对所述补强炭黑进行表面改性。
9.根据权利要求2所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述石蜡油闪点为200℃以上。
10.根据权利要求9所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述石蜡油选自KP6030。
11.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述微晶蜡选自莱茵蜡L-654。
12.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述抗氧剂为非污染型抗氧剂。
13.根据权利要求12所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述抗氧剂为酚类抗氧剂或苯并咪唑型抗氧剂中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述抗氧剂选自2-硫醇基苯并咪唑。
15.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述碳自由基捕获剂选自羟胺类、苯并呋喃酮类、双酚单丙烯酸酯类中的至少一种。
16.根据权利要求15所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述碳自由基捕获剂选自5,7-二-(2,2-二甲基乙基)-3-(3,4-二甲基苯基)-2-3氢-苯并呋喃酮。
17.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述环氧树脂选自缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类中的至少一种。
18.根据权利要求17所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-20。
19.根据权利要求2所述的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述促进剂选自2-硫醇基苯并噻唑、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二硫化四甲基秋兰姆中的至少一种。
20.一种制备权利要求1-19任一项所述的三元乙丙橡胶的方法，其特征在于，包括：
将三元乙丙橡胶、补强炭黑、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂进行混炼，得到混炼胶；
将所述混炼胶在开炼机上薄通，打5-8个三角包，然后出片，得到所述三元乙丙橡胶。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，包括：
将三元乙丙橡胶、补强炭黑、聚乙二醇、石蜡油、微晶蜡、抗氧剂、碳自由基捕获剂、环氧树脂、硬脂酸和氧化锌进行混炼，得到混炼胶；
将所述混炼胶与硫磺和促进剂在开炼机上薄通，打5-8个三角包，然后出片，得到所述三元乙丙橡胶。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述混炼是在以下条件下完成的：
时间为8-30分钟；温度为80-150℃。
CN201710648351.7A 2017-08-01 2017-08-01 三元乙丙橡胶及其制备方法 Active CN109320853B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710648351.7A CN109320853B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 三元乙丙橡胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710648351.7A CN109320853B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 三元乙丙橡胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109320853A true CN109320853A (zh) 2019-02-12
CN109320853B CN109320853B (zh) 2021-10-22

Family

ID=65245832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710648351.7A Active CN109320853B (zh) 2017-08-01 2017-08-01 三元乙丙橡胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109320853B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511494A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 徐州工业职业技术学院 一种高耐光老化橡胶材料及其制备方法
CN110511577A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 上海厉炼吉实业有限公司 一种防喷彩剂及其应用
CN110746705A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 山东康迪泰克工程橡胶有限公司 一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带
CN114989490A (zh) * 2022-06-09 2022-09-02 温州万泰橡塑股份有限公司 一种三元乙丙橡胶及其制备方法与应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07102131A (ja) * 1993-10-07 1995-04-18 Nishikawa Rubber Co Ltd ゴム組成物及び同組成物を用いたウエザーストリップ
CN101638494A (zh) * 2008-07-28 2010-02-03 比亚迪股份有限公司 一种三元乙丙橡胶材料
US20110237709A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Honda Motor Co., Ltd. Production of molded fibrous basic magnesium sulfate filler-containing olefin polymer composition products
CN103497428A (zh) * 2013-09-03 2014-01-08 江苏荣昌机械制造集团有限公司 一种低压缩变形、高弹性的三元乙丙橡胶
CN104292663A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 天津昕中和胶业有限公司 一种能够改善泛彩现象的三元乙丙橡胶及其制备方法
CN104672630A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 比亚迪股份有限公司 一种改性乙丙橡胶及其制备方法
CN106256850A (zh) * 2016-08-18 2016-12-28 四川远星橡胶有限责任公司 一种子午线轮胎胎侧胶料
CN106905621A (zh) * 2017-03-21 2017-06-30 柳州日高汽车减振技术有限责任公司 一种汽车缓冲垫块橡胶配制原料及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07102131A (ja) * 1993-10-07 1995-04-18 Nishikawa Rubber Co Ltd ゴム組成物及び同組成物を用いたウエザーストリップ
CN101638494A (zh) * 2008-07-28 2010-02-03 比亚迪股份有限公司 一种三元乙丙橡胶材料
US20110237709A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Honda Motor Co., Ltd. Production of molded fibrous basic magnesium sulfate filler-containing olefin polymer composition products
CN103497428A (zh) * 2013-09-03 2014-01-08 江苏荣昌机械制造集团有限公司 一种低压缩变形、高弹性的三元乙丙橡胶
CN104672630A (zh) * 2013-11-26 2015-06-03 比亚迪股份有限公司 一种改性乙丙橡胶及其制备方法
CN104292663A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 天津昕中和胶业有限公司 一种能够改善泛彩现象的三元乙丙橡胶及其制备方法
CN106256850A (zh) * 2016-08-18 2016-12-28 四川远星橡胶有限责任公司 一种子午线轮胎胎侧胶料
CN106905621A (zh) * 2017-03-21 2017-06-30 柳州日高汽车减振技术有限责任公司 一种汽车缓冲垫块橡胶配制原料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨玲 等: "《包装材料及其应用》", 31 March 2011, 西南交通大学出版社 *
米新艳 等: "带甲基侧基的环氧树脂增容剂对炭黑在丁苯橡胶中分散度的影响", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511577A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 上海厉炼吉实业有限公司 一种防喷彩剂及其应用
CN110511577B (zh) * 2019-08-30 2021-08-17 上海厉炼吉实业有限公司 一种防喷彩剂及其应用
CN110511494A (zh) * 2019-09-09 2019-11-29 徐州工业职业技术学院 一种高耐光老化橡胶材料及其制备方法
CN110511494B (zh) * 2019-09-09 2022-01-14 徐州工业职业技术学院 一种高耐光老化橡胶材料及其制备方法
CN110746705A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 山东康迪泰克工程橡胶有限公司 一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带
CN114989490A (zh) * 2022-06-09 2022-09-02 温州万泰橡塑股份有限公司 一种三元乙丙橡胶及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109320853B (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109320853A (zh) 三元乙丙橡胶及其制备方法
CN106947122A (zh) 一种橡胶组合物的制备方法
JP2015013955A (ja) タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7414331B2 (ja) 改質リグニン補強型ゴムの製造方法
CN104672630B (zh) 一种改性乙丙橡胶及其制备方法
CN106554513B (zh) 纳米复合材料及其制备方法及橡胶组合物和硫化橡胶及它们的应用
CN107459793A (zh) 刚韧均衡的超韧性聚乳酸基纳米复合材料及其制备方法
TW201326315A (zh) 一種橡膠組成物及其製備方法和其硫化橡膠
CN103073760B (zh) 一种改性橡胶组分及制法和一种乳聚丁苯橡胶组合物及其制法和其硫化胶
CN103073759A (zh) 一种溶聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN108410032A (zh) 一种轮胎胎面胶胶料及其制备方法
CN109096624A (zh) 一种用于汽车软管橡胶芯的橡胶组合物及其制备方法
CN107602948A (zh) 一种载重轮胎的橡胶组合物及其应用
CN114426709A (zh) 基于丁腈橡胶和三元乙丙橡胶的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN108102183A (zh) 导电橡胶及其制备方法
JP3587820B2 (ja) 帯電防止性ゴムラテックス組成物および帯電防止性ゴム手袋
CN103073758B (zh) 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN114437422B (zh) 用于鞋底的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN114426710A (zh) 基于丁腈橡胶的橡胶组合物及其应用、硫化橡胶及其制备方法和应用
CN106432923A (zh) 一种耐海水epdm电缆料及其制造方法
CN106674624A (zh) 一种橡胶材料及其制备方法
CN103524810B (zh) 一种改性橡胶母料及制法和一种充油乳聚丁苯橡胶组合物及其制法及其硫化胶
CN103524813B (zh) 一种改性橡胶母料及制法和一种充油溶聚丁苯橡胶组合物及其制法及其硫化胶
CN106279809B (zh) 一种回弹性好的乒乓球拍正胶胶皮
KR100736442B1 (ko) 라텍스 바인딩된 저비산 실리카 조성물과 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant