CN1113930C - 三元乙丙橡胶的改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于三元乙丙橡胶的改性方法现有技术是用烯类单体聚合物改性三元乙丙橡胶，本发明提供一种由二氧化碳共聚合成的脂肪族聚碳酸酯改性三元乙丙橡胶的方法，所得改性未补强弹性体与原未补强纯弹性体相比具有优良的力学性能，改性碳黑补强弹性体与原碳黑补强弹性体具有相近的力学性能。加工工艺简单。采用脂肪族聚碳酸酯可以利用丰富的二氧化碳资源，缓解化工原料的短缺状况，同时对于缓解温室效应，保护环境具有重要的意义。

Description

三元乙丙橡胶的改性方法
本发明属于三元乙丙橡胶改性。
未补强三元乙丙橡胶的改性一般是添加聚丙烯。三元乙丙橡胶与等规聚丙烯并用可以提高橡胶的拉伸强度，但混炼加工时要升温到170℃，加工工艺复杂，而且制品硬度高，柔性差；与无规聚丙烯共混可以改善三元乙丙橡胶的加工性能，但力学性能下降(邓本诚 李俊山.橡胶塑料共混改性。北京：中国石化出版社，1996.254-255页)。补强三元乙丙橡胶可以与多种橡胶并用，但一般的合成橡胶是采用丁二烯，异戊二烯，苯乙烯，乙烯，丙烯等烯类单体聚合而成(兰州化工研究院。合成橡胶工业。北京：燃料化学工业出版社，1972.18页)，天然橡胶是天然产物加工而成，它们都不能利用二氧化碳资源，对缓解大气中二氧化碳浓度增加的趋势，减轻温室效应的危害没有积极作用。
本发明的目的在于采用脂肪族聚碳酸酯改性三元乙丙橡胶，可以克服上述现有技术中改性方法的缺点。
本发明所提供的改性方法，是在三元乙丙橡胶中加入炭黑，硫黄，促进剂，活性剂，于90-300℃硫化0.1-200分钟，特点是在配方中加入脂肪族聚碳酸酯，过氧化物交联剂和酸酐或异氰酸酯类辅助交联剂，具体配方包括(以重量表示)：
        三元乙丙橡胶                        100
        脂肪族聚碳酸酯                  0.1-500
        硫磺                             0.1-50
        次磺酰胺类促进剂                 0.1-50
        交联剂                           0.1-20
        辅助交联剂                       0.1-20
        金属氧化物活性剂和脂肪酸活性剂   0.1-20
脂肪族聚碳酸酯由二氧化碳合成，分子链含端羟基；交联剂是过氧化苯甲酰，过氧化二异丙苯，特丁基过氧化苯甲酰(又名叔丁基过氧化苯甲酰)，二特丁基过氧化物(又名过氧化二叔丁基)，1，1-二特丁基过氧-3，3，5-三甲基环己烷(又名1，1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷)，辅助交联剂是丁二酸酐，顺丁烯二酸酐，四氢邻苯二甲酸酐，六氢邻苯二甲酸酐，均苯四酸二酐，环戊四酸二酐，2，4-甲苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯的二聚体，二(对异氰酸苯基)甲烷，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，三烯丙基异氰酸酯，促进剂为次磺酰胺类，秋兰姆类，二硫代氨基甲酸盐类，噻唑类，胍类，黄原盐酸盐类，醛胺类，硫脲类，胺类，或混合型，活性剂是金属氧化物和脂肪酸，如氧化锌和硬脂酸。
本发明提供的改性方法，直接将脂肪族聚碳酸酯加入到三元乙丙橡胶中，混炼过程在常温下进行，不需要特殊加工设备，可以大量填充廉价的脂肪族聚碳酸酯而对其力学性能影响不大，脂肪族聚碳酸酯在交联剂及物理缠结作用下，形成网状交联，得到的弹性体力学性能优于纯三元乙丙橡胶，该工艺过程简单，脂肪族碳酸酯的广泛应用不仅可以开辟新资源，由二氧化碳共聚合成的聚碳酸酯可以固化二氧化碳，有利于环境保护。
实施例1
将100克三元乙丙橡胶加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克用双辊混炼机混合。停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间8min。所得到的弹性体拉伸强度1.82MPa，扯断伸长率476％，邵尔A硬度56。
实施例2
将90克三元乙丙橡胶与脂肪族聚碳酸酯(分子量160000)10克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间8min。所得到的弹性体拉伸强度3.23MPa，扯断伸长率810％，邵尔A硬度52。实施例3
将80克三元乙丙橡胶与脂肪族聚碳酸酯(分子量160000)20克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间8min。所得到的弹性体拉伸强度5.06MPa，扯断伸长率880％，邵尔A硬度50。
实施例4
将70克三元乙丙橡胶与脂肪族聚碳酸酯(分子量160000)30克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间8min。所得到的弹性体拉伸强度5.36MPa，扯断伸长率1030％，邵尔A硬度49。
实施例5
将100克三元乙丙橡胶高耐磨碳黑(HAF)40克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间10min。所得到的弹性体拉伸强度13.1MPa，扯断伸长率905％，邵尔A硬度77。
实施例6
将90克三元乙丙橡胶与脂肪族聚碳酸酯(分子量160000)10克，高耐磨碳黑(HAF)40克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间10min。所得到的弹性体拉伸强度14.4MPa，扯断伸长率914％，邵尔A硬度75。实施例7
将70克三元乙丙橡胶与脂肪族聚碳酸酯(分子量160000)30克，高耐磨碳黑(HAF)40克用双辊混炼机混合，然后加入促进剂TT 1.5克，硫黄1.5克，过氧化二异丙苯1.5克。充分混匀后停放过夜。充分混匀后停放过夜，放入模具中加压硫化，硫化温度160℃，硫化时间10min。所得到的弹性体拉伸强度13.2MPa，扯断伸长率869％，邵尔A硬度73。

Claims (4)

1.一种三元乙丙橡胶的改性方法，在三元乙丙橡胶中加入硫磺，促进剂，活性剂，于90-300℃硫化0.1-200分钟，其特征在于配方中加入脂肪族聚碳酸酯，过氧化物交联剂和酸酐或异氰酸酯类辅助交联剂，用重量表示的具体的配方组成包括：
        三元乙丙橡胶                        100
        脂肪族聚碳酸酯                  0.1-500
        硫磺                             0.1-50
        次磺酰胺类促进剂                 0.1-50
        交联剂                           0.1-20
        辅助交联剂                       0.1-20
        金属氧化物活性剂和脂肪酸活性剂    0.1-20
2.根据权利要求1中所述的改性方法，其特征在于所述的脂肪族聚碳酸酯由二氧化碳合成，分子链含端羟基。
3.根据权利要求1中所述的改性方法，其特征在于所述的交联剂是过氧化二异丙苯，过氧化苯甲酰，叔丁基过氧化苯甲酰，过氧化二叔丁基，1，1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷，所述的辅助交联剂是丁二酸酐，顺丁烯二酸酐，四氢邻苯二甲酸酐，六氢邻苯二甲酸酐，均苯四酸二酐，环戊四酸二酐，2，4-甲苯二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯的二聚体，二(对异氰酸苯基)甲烷，4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，三烯丙基异氰酸酯。
4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述的促进剂为秋兰姆类，二硫代氨基甲酸盐类，噻唑类，胍类，黄原盐酸盐类，醛胺类，硫脲类，胺类，或混合型。
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