CN112480555B - 一种改性的三元乙丙橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种改性的三元乙丙橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性的三元乙丙橡胶，所述改性的三元乙丙橡胶的原料组成为：三元乙丙橡胶100份；POE3020 5～7份；氧化锌4.5～5.5份；硬脂酸1～1.5份；PEG4000 2.0～3.0份；防老剂1.0～2.0份；硫化促进剂4.0～5.0份；硫化剂1.0～1.5份；高撕裂树脂2.0～3.0份；N330 10～20份；N550 50～60份；白炭黑补强剂10～20份；填充剂200～250份；软化剂80～100份。本发明加入的POE3020与乙丙橡胶的完全互溶，不喷出到橡胶表面，可以完全解决产品表面泛蓝泛彩的问题。

Description

一种改性的三元乙丙橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及一种改性的三元乙丙橡胶及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶与其他通用橡胶相比，乙丙橡胶分子链的化学结构特点在于其分子主链全部由乙烯、丙烯单元链节所构成具有完全饱和性及高度柔顺性，这使得三元乙丙胶不仅表现出优良的耐屈挠性、回弹性和耐低温性，同时还具有很好的化学结构稳定性，优异的耐臭氧、耐天候老化性能、耐热性、良好的耐水蒸气、电绝缘性和耐化学介质(药品)等性能。所以，三元乙丙胶的用途广泛，广泛用在汽车配件、电线电缆、建筑防水卷材等许多方面。
本项目是高填充的三元乙丙橡胶配方，由于白色填料较多，使得橡胶与模具的亲和力较大，产品脱模困难；要想改善产品脱模困难，现有方法是加入脱模剂AC617A，由于脱模剂的原理是利用脱模剂的小分子喷出到产品表面起隔离橡胶与模具的作用，从而起到脱模的作用，但是，在脱模剂喷出到胶料表面的同时，容易把橡胶内部炭黑和软化油中的小分子物质一起带到产品表面，经过一段时间停放易造成产品表面泛蓝泛彩，影响产品的外观。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种改性的三元乙丙橡胶及其制备方法。本发明加入的POE3020与乙丙橡胶的完全互溶，不喷出到橡胶表面，可以完全解决产品表面泛彩的问题。
本发明的技术方案如下：
一种改性的三元乙丙橡胶，所述改性的三元乙丙橡胶的原料组成为：
Figure BDA0002823078780000011
Figure BDA0002823078780000021
优选方案，所述的三元乙丙橡胶为Keltan 6405H，所述POE3020为EXXONVISTAMAXX 3020FL。
优选方案，所述氧化锌为市售99.7％间接法氧化锌，硬脂酸为市售的，防老剂为浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；所述硫化促进剂为浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉按照 3:2:3:1:1:1的重量比例混合而成；所述的硫化剂为苏州希诺斯造粒硫磺。
优选方案，所述N330、N550为山东博奥炭黑。
优选方案，所述的高撕裂树脂为山东博仁化工HN807；填充剂为市售的沉淀法碳酸轻钙、高岭土中的一种或两种混合；软化剂为150N橡胶油。
一种所述改性的三元乙丙橡胶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用。
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和5～7份POE3020，塑炼60s后，升起压坨，加入4.5～5.5份氧化锌、1～1.5份硬脂酸、1.0～2.0份防老剂、2.0～3.0 份PEG4000、2.0～3.0份高撕裂树脂、4.0～5.0份硫化促进剂，捏炼60s后，升起上压砣，10～20份N330、50～60份N550、10～20份白炭黑补强剂、200～250份填充剂和80～100份软化剂，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；总时间8～10min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至3～5mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至90℃以下，在24寸开炼机上加入1.0～1.5份硫化剂，辊距调至2～3mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至5～7mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片8～10mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
本发明有益的技术效果在于：
本发明在三元乙丙橡胶中加入弹性体POE3020，由于弹性体与三元乙丙的结构相同，两者可以完全以任何比例相容，加入后可以改善胶料的物理性能。由于POE弹性体的特点是，温度超过76℃时完全变成熔融状态，起到软化剂的作用，可以使胶料的流动性增加。产品脱模时，产品表面温度降低又变成固态，分子收缩起到脱模剂的作用。
POE3020结构与三元乙丙橡胶可以完全互溶，不存在喷出到产品表面带出小分子物质，不易引起产品表面泛蓝泛彩的质量问题，经过一段时间的停放，仍保持产品表面的黑亮颜色，不存在产品表面泛蓝泛彩问题。由于POE3020比重较小，加入后可以降低胶料的比重，从而起到降低成本的作用。
本发明申请中POE3020起脱模剂的作用；氧化锌、硬脂酸为是活性剂； PEG4000可以中和白色填料的酸性，起酸碱平衡的作用。硫化剂起交联剂的作用；硫化促进剂可以加快硫化速度，起加快硫化速度的作用；高撕裂树脂可以提高胶料的撕裂性的作用。N330起高补强的作用，N550起补强剂的作用；白炭黑补强剂可以提高拉伸强力，提高撕裂性能；填充剂起填充，降低成本的作用；软化剂可以提高混炼胶的操作性，调整胶料的硬度。
POE具有杰出的低温抗冲击性；低比重；和各种基础聚合物相容性优异；优异的柔顺性和抗刺穿性；极高的无机物填充性；优越的伸长率和高弹性；良好的透光率和极佳的电绝缘性能。
附图说明
图1为实施例1所得硫化产品的照片；
图2为对比例1所得硫化产品的照片。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
一种改性的三元乙丙橡胶，所述橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用。
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和5份POE3020，塑炼60s后，升起压坨，加入4.5份氧化锌、1份硬脂酸、1.0份防老剂(浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)、2.0份PEG4000、2.0份HN807、4.0份硫化促进剂(浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉＝3:2:3:1:1:1)，捏炼60s后，升起上压砣，10份N330、50份N550、10份白炭黑补强剂、200份填充剂(碳酸轻钙180份、高岭土20份)和80份150N橡胶油，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；投料到排料的总时间10min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至5mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至80℃，在24寸开炼机上加入1.0份硫磺，辊距调至3mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至5mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片8mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
实施例2
一种改性的三元乙丙橡胶，所述橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用。
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和6份POE3020，塑炼60s后，升起压坨，加入5份氧化锌、1.2份硬脂酸、1.5份防老剂(浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)、2.5份PEG4000、2.5份HN807、4.5份硫化促进剂(浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉＝3:2:3:1:1:1)，捏炼60s后，升起上压砣，15份N330、55份N550、15份白炭黑补强剂、220份填充剂(碳酸轻钙200份、高岭土20份)和90份150N橡胶油，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；投料到排料的总时间8min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至3mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至75℃，在24寸开炼机上加入1.0份硫磺，辊距调至3mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至5mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片10mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
实施例3
一种改性的三元乙丙橡胶，所述橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用。
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和7份POE3020，塑炼60s后，升起压坨，加入5份氧化锌、1.5份硬脂酸、1.5份防老剂(浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)、3.0份PEG4000、2.5份HN807、5.0份硫化促进剂(浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉＝3:2:3:1:1:1)，捏炼60s后，升起上压砣，20份N330、60份N550、20份白炭黑补强剂、250份填充剂(碳酸轻钙230份、高岭土20份)和100份150N橡胶油，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；投料到排料的总时间10min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至3mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至70℃，在24寸开炼机上加入1.0份硫磺，辊距调至2mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至7mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片8mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
对比例1：
一种三元乙丙橡胶，所述橡胶的制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用。
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和2份AC617A，塑炼60s后，升起压坨，加入4.5份氧化锌、1份硬脂酸、1.0份防老剂(浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)、2.0份PEG4000、2.0份HN807、4.0份硫化促进剂(浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉＝3:2:3:1:1:1)，捏炼60s后，升起上压砣，10份N330、50份N550、10份白炭黑补强剂、200份填充剂(碳酸轻钙180份、高岭土20份)和80份150N橡胶油，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；投料到排料的总时间10min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至5mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至80℃，在24寸开炼机上加入1.0份硫磺，辊距调至3mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至5mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片8mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
测试例：
将对比例1与实施例1-3所得的硫化产品按照标准进行性能测试，测试结果如表1所示；实施例1所得硫化产品如图1所示，对比例1所得硫化产品如图2 所示，通过对比可以看出，本发明改性的三元乙丙橡胶制品表面无泛蓝泛彩现象。
表1
Figure BDA0002823078780000071

Claims (2)

1.一种改性的三元乙丙橡胶，其特征在于，所述改性的三元乙丙橡胶的原料组成为：
Figure FDA0003903724770000011
所述的三元乙丙橡胶为Keltan 6405H，所述POE3020为EXXON VISTAMAXX3020FL；
所述氧化锌为市售99.7％间接法氧化锌，硬脂酸为市售的，防老剂为浙东黄岩的2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；所述硫化促进剂为浙东黄岩的2,2′-二硫代二苯并噻唑:N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺:二硫代氨基甲酸盐类:二硫化四甲基秋兰姆:四硫化双戊撑秋兰姆:4,4′-二硫代二吗啉按照3:2:3:1:1:1的重量比例混合而成；所述的硫化剂为苏州希诺斯造粒硫磺；
所述N330、N550为山东博奥炭黑；所述的高撕裂树脂为山东博仁化工HN807；填充剂为市售的沉淀法碳酸氢钙、高岭土中的一种或两种混合；软化剂为150N橡胶油。
2.一种权利要求1所述改性的三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)三元乙丙橡胶用切胶机切料，备用；
(2)在捏炼机中加入100份三元乙丙橡胶和5～7份POE3020，塑炼60s后，升起压坨，加入4.5～5.5份氧化锌、1～1.5份硬脂酸、1.0～2.0份防老剂、2.0～3.0份PEG4000、2.0～3.0份高撕裂树脂、4.0～5.0份硫化促进剂，捏炼60s后，升起上压砣，10～20份N330、50～60份N550、10～20份白炭黑补强剂、200～250份填充剂和80～100份软化剂，捏炼120s后，中间两次升起压砣，直至密炼室温度升至140℃后，自动排料；总时间8～10min；
(3)将步骤(2)胶料排料在22寸开炼机上，辊距调至3～5mm，薄通三遍；通过输送带输送冷却至90℃以下，在24寸开炼机上加入1.0～1.5份硫化剂，辊距调至2～3mm，薄通三遍，打2个三角包后，放厚至5～7mm下片，冷却；
(4)取试样165℃×10min做硫变，试片165℃×8min，冷却16h，测试物理性能；符合物性的基本要求后，按照模具所需厚度，18寸开炼机出片8～10mm；
(5)按照成型所需的半成品的宽度，用切条机切出半成品形状，用电子秤称量半成品的重量；
(6)将半成品加入模具内开始硫化成型；模压硫化成型，条件：温度165℃，时间10min，压力18Mpa。
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