CN113185781A - 一种混合型三元乙丙氟胶及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种混合型三元乙丙氟胶及其生产工艺，涉及橡胶及生产技术领域，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶。将AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在密炼机中混炼；将AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上混合并反复薄通以及三角包；对AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上再进行反复薄通以及三角包，按所需要的厚度出片；将上述出片的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶一起加入于密炼机中混炼，打开密炼机将混料输送至开炼机中出片；将出片后的混料进行二次加热硫化，降到常温时，取出产品。本发明中的产品的性能在保有现有的三元乙丙橡胶或者改性三元乙丙橡胶的基础上，还获得了四丙氟胶的性能，使得该种产品的抗腐蚀性、耐酸碱性、耐磨性明显得到增强。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶及生产技术领域，具体涉及到一种混合型三元乙丙氟胶及其生产工艺。
背景技术
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，是乙丙橡胶的一种，以EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。
四丙氟橡胶是四氟乙烯与丙烯通过乳液聚合生成的共聚物。无毒、无味、无粘性、茶褐色至深棕色无定形聚合物。而聚四氟乙烯的分子量可达到五十万到二百万，具有突出的稳定性。其与浓硫酸、浓碱和王水等都不起反应，既能耐高温又能耐低温，机械强度高，有塑料王之称。因此，四丙氟橡胶的耐酸碱性等性能明显优于其他产品，比如，23型氟橡胶、26型氟橡胶。
三元乙丙橡胶虽然具有耐老化性、耐腐蚀性等性能，但是主要取决于第三单体的选择，乙烯丙烯比不同时导致改性的三元乙丙橡胶性能不同。现有技术中，从20世纪50年代末60年代初开发成功以来，世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PE)，从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。然而，在化工行业中使用时，遇到酸碱性、腐蚀性、耐磨性要求较高的工况时，现有的三元乙丙橡胶以及改性三元乙丙橡胶还是未能满足上述各种性能要求，导致产品寿命大大缩短，换而使用四氟乙烯产品的话虽然其抗腐蚀性、耐酸碱性强于三元乙丙橡胶产品，但是四氟乙烯产品价格过于昂贵，大大增加企业成本，其适用性以及市场竞争力较弱，目前，现有技术中虽然存在有三元乙丙橡胶与四氟乙烯混合制作而成的橡胶产品，但是其性能的改进并不是针对橡胶成品最终的抗腐蚀、耐酸碱、耐磨等方面，而且现有工艺在生产这种混合型产品时难以兼顾其各自的特点，反而容易削弱三元乙丙橡胶、四氟乙烯橡胶各自的抗腐蚀、耐酸碱、耐磨性能，因此，存在待改进之处。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本发明目的之一在于提出一种混合型三元乙丙氟胶，具体方案如下：
一种混合型三元乙丙氟胶，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，所述AF四丙氟胶的含量为15-25％，所述EPDM三元乙丙胶的含量为75-85％；
所述AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂1-7份
无味过氧化物桥助剂5-10份
硬脂酸锌1-5份
高效润滑剂3-8份
碱性白炭黑5-15份
硅藻土25-30份
铁红粉1-5份
所述EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌3-8份
硬脂酸0.1-2份
防老剂1-4份
分散剂1-3份
内脱剂1-5份
聚乙二醇1-5份
硅烷偶联剂1-5份
碱性白炭黑40-70份
硅藻土40-70份
聚四氟乙烯微粉3-9份
石蜡油1-6份
无味F40过氧硫化剂3-7份
交联剂2-4份
太青蓝1-5份
元蓝1-3份。
进一步的，所述无味过氧化物桥助剂采用成分为三烯丙基异氰尿酸脂的TAIC-70。
进一步的，所述高效润滑剂采用二硫化钼。
进一步的，所述AF四丙氟胶的配方优选为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂4份
无味过氧化物桥助剂8份
硬脂酸锌3份
高效润滑剂6份
碱性白炭黑10份
硅藻土27份
铁红粉3份
进一步的，所述EPDM三元乙丙胶的配方优选为：
三元乙丙胶100份
氧化锌6份
硬脂酸1份
防老剂3份
分散剂2份
内脱剂3份
聚乙二醇3份
硅烷偶联剂3份
碱性白炭黑55份
硅藻土55份
聚四氟乙烯微粉6份
石蜡油4份
无味F40过氧硫化剂5份
交联剂3份
太青蓝3份
元蓝2份。
本发明另一目的在于提出一种混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，具体方案如下：
一种混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，将AF四丙氟胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
再将EPDM三元乙丙胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
将15-25％静置好的AF四丙氟胶、75-85％％静置好的EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上混合并反复薄通10次以上三角包，静置10小时以上；
在第一次硫化之前对静置10小时之后的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上再进行反复薄通三角包10次以上，按所需要的厚度出片；
将上述出片的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶一起加入于密炼机中混炼15-25分钟，混炼完成之后，打开密炼机将混料输送至开炼机中出片，等待加工；
将出片后的混料进行第一次加热硫化成型，完成后静置13-35小时；
将第一次硫化后的成品进行第二次加热硫化，从常温升温到170℃恒温4小时，到时后关闭加热系统，待到温度降到常温时，取出产品。
进一步的，第一次加热硫化采用模腔硫化。
进一步的，其特征在于，第二次加热硫化采用烘箱硫化。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶为基料，EPDM三元乙丙胶的含量远大于AF四丙氟胶的含量，再添加各种功能助剂，最终形成混合型的三元乙丙氟胶，该种三元乙丙氟胶的性能在保有现有的三元乙丙橡胶或者改性三元乙丙橡胶的基础上，还获得了四丙氟胶的性能，使得该种混合型的三元乙丙氟胶抗腐蚀性、耐酸碱性、耐磨性明显得到增强，同时，成本相较于现有的四丙氟胶产品大大降低，具有较强的市场竞争力。
详述来说，在AF四丙氟胶中，四丙氟胶作为基料，无味F40过氧硫化剂在反应时对四丙氟胶起到硫化作用，无味过氧化物桥助剂作为硫化反应中的共架桥剂，可使无味F40过氧硫化剂完全反应，减小无味F40过氧硫化剂残留下来污染后续成型过程中的模具的可能性，同时还能提高橡胶制品的交联密度，缩短硫化时间，也能提高橡胶制品的拉伸强度。硬脂酸锌、高效润滑剂均可提高橡胶制品的摩擦系数，减少磨损并保持高载量，从而提高耐磨性。碱性白炭黑、硅藻土作为补强剂，同样提高橡胶制品的耐磨性。铁红粉作为调色剂，赋予橡胶制品最终的成色，提高美感。
在EPDM三元乙丙胶中三元乙丙胶作为基料，氧化锌作为活化剂，硬脂酸起到分散、润滑氧化锌的效果，配合分散剂辅助氧化锌均匀分散在基料中，并减小与基料之间的摩擦。无味F40过氧硫化剂在反应时对三元乙丙胶起到硫化作用，同时，聚乙二醇、硅烷偶联剂作为硫化助剂，配合氧化锌加快硫化反应，配合交联剂提高硫化反应的完全性。聚四氟乙烯微粉作为粉末状均匀混合在三元乙丙胶中，可提高橡胶制品的摩擦系数，从而提高耐磨性，另外，聚四氟乙烯微粉作为四氟乙烯的高聚物还可赋予橡胶制品抗腐蚀、耐酸性能。碱性白炭黑、硅藻土同样作为补强剂，提高橡胶制品的耐磨性。太青蓝、元蓝同样作为调色剂，赋予橡胶制品最终的成色，提高美感。
(2)在生产工艺中，AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶混合在一起制作混合型橡胶前，分别对AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶先在密炼机中混炼，将配方中的各成分均匀混合，再在开炼机中分别进行翻炼操作，包括薄通以及三角包，薄通操作是的胶料快速散热，薄通操作充分将中间的胶料和两侧的胶料充分混合，弥补薄通操作中助剂分散效果较差的缺陷。而且，与现有技术不同的是，在EPDM三元乙丙胶一起混炼前，还额外对翻炼后静置一定时间后的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶再次进行在开炼机中薄通以及三角包，不仅是进一步充分混合胶料，更重要的是将AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶保持在最佳反应状态，之后AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶一起混炼之后经过一次硫化、二次硫化后降温后成为最终的产品。综上，本发明中的生产工艺是专门用于两种不同胶料混合生产橡胶制品的最佳工艺之一，在混料前分别将两种胶料中的基料与其对应的助剂混合均匀，且反应达到稳定状态，而不是直接将两种基料与各自对应的助剂混合，避免发生不良影响。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种混合型三元乙丙氟胶，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，AF四丙氟胶的含量为15-25％，EPDM三元乙丙胶的含量为75-85％；
AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂1-7份
无味过氧化物桥助剂5-10份
硬脂酸锌1-5份
高效润滑剂3-8份
碱性白炭黑5-15份
硅藻土25-30份
铁红粉1-5份
EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌3-8份
硬脂酸0.1-2份
防老剂1-4份
分散剂1-3份
内脱剂1-5份
聚乙二醇1-5份
硅烷偶联剂1-5份
碱性白炭黑40-70份
硅藻土40-70份
聚四氟乙烯微粉3-9份
石蜡油1-6份
无味F40过氧硫化剂3-7份
交联剂2-4份
太青蓝1-5份
元蓝1-3份。
在上述的AF四丙氟胶的配方中，无味过氧化物桥助剂采用成分为三烯丙基异氰尿酸脂的TAIC-70。高效润滑剂采用二硫化钼。每份的重量为0.1斤。
基于本发明中的一种混合型三元乙丙氟胶，本发明做出如下实施例1-3。
实施例1
一种混合型三元乙丙氟胶，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，AF四丙氟胶的含量为20％，EPDM三元乙丙胶的含量为80％；
AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂1份
无味过氧化物桥助剂5份
硬脂酸锌1份
高效润滑剂3份
碱性白炭黑5份
硅藻土25份
铁红粉1份
EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌3份
硬脂酸0.1份
防老剂1份
分散剂1份
内脱剂1份
聚乙二醇1份
硅烷偶联剂1份
碱性白炭黑40份
硅藻土40份
聚四氟乙烯微粉3份
石蜡油1份
无味F40过氧硫化剂3份
交联剂2份
太青蓝1份
元蓝1份。
实施例2
一种混合型三元乙丙氟胶，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，AF四丙氟胶的含量为20％，EPDM三元乙丙胶的含量为80％；
AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂4份
无味过氧化物桥助剂8份
硬脂酸锌3份
高效润滑剂6份
碱性白炭黑10份
硅藻土27份
铁红粉3份
EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌6份
硬脂酸1份
防老剂3份
分散剂2份
内脱剂3份
聚乙二醇3份
硅烷偶联剂3份
碱性白炭黑55份
硅藻土55份
聚四氟乙烯微粉6份
石蜡油4份
无味F40过氧硫化剂5份
交联剂3份
太青蓝3份
元蓝2份。
实施例3
一种混合型三元乙丙氟胶，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，AF四丙氟胶的含量为20％，EPDM三元乙丙胶的含量为80％；
AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂7份
无味过氧化物桥助剂10份
硬脂酸锌5份
高效润滑剂8份
碱性白炭黑15份
硅藻土25-30份
铁红粉5份
EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌8份
硬脂酸2份
防老剂4份
分散剂3份
内脱剂5份
聚乙二醇5份
硅烷偶联剂5份
碱性白炭黑70份
硅藻土70份
聚四氟乙烯微粉9份
石蜡油6份
无味F40过氧硫化剂7份
交联剂4份
太青蓝5份
元蓝3份。
针对上述实施例1-3，本发明还提出一种混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，将AF四丙氟胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
再将EPDM三元乙丙胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
将20％静置好的AF四丙氟胶、80％静置好的EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上混合并反复薄通10次以上三角包，静置10小时以上；
第一次加热硫化采用模腔硫化，在第一次硫化之前对静置10小时之后的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上再进行反复薄通三角包10次以上，按所需要的厚度出片；
将上述出片的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶一起加入于密炼机中混炼20分钟，混炼完成之后，打开密炼机将混料输送至开炼机中出片，等待加工；
将出片后的混料进行第一次加热硫化成型，完成后静置13-35小时；
将第一次硫化后的成品进行第二次加热硫化，第二次加热硫化采用烘箱硫化，从常温升温到170℃恒温4小时，到时后关闭加热系统，待到温度降到常温时，取出产品。
性能测试
1、物理性能测试
物理性能测试数据表1
2、耐酸碱性测试：在设置的酸或碱中浸泡一定时间(48h)后，再进行物理性能测试，酸在盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、次氯酸、氢氟酸等酸类中选取，碱采用氢氧化钠、氨水。
耐酸性测试数据表2
耐碱性测试数据表3
3、耐腐蚀测试：在设置的有机溶剂中浸泡一定时间(48h)后，再进行物理性能测试，有机溶剂在甲醇、乙醇、乙醚、植物油、丙烷、丁酮、乙二胺、苯、氯化苯、乙酸乙酯等溶剂中选取。
耐腐蚀测试数据表4
4、耐磨性测试：按照GB/T 9867-2008有关于硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定(旋转辊筒式磨耗机法)进行耐磨性测试。
耐磨性测试数据表5
根据物理性能测试数据表1、耐酸性测试数据表2、耐碱性测试数据表3、耐腐蚀测试数据表4以及耐磨性测试数据表5可知，相较于现有的三元乙丙胶制品、四丙氟胶制品，本发明中根据实施例1、实施例2以及实施例3制得的混合型三元乙丙氟胶，其耐酸碱性、抗腐蚀性以及耐磨性均优于现有的三元乙丙胶制品、四丙氟胶制品的耐酸碱性、抗腐蚀性以及耐磨性。而且，在实施例1、实施例2以及实施例3中，以实施例3的耐酸碱性、抗腐蚀性以及耐磨性最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种混合型三元乙丙氟胶，其特征在于，包括AF四丙氟胶以及EPDM三元乙丙胶，所述AF四丙氟胶的含量为15-25％，所述EPDM三元乙丙胶的含量为75-85％；
所述AF四丙氟胶的配方为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂1-7份
无味过氧化物桥助剂5-10份
硬脂酸锌1-5份
高效润滑剂3-8份
碱性白炭黑5-15份
硅藻土25-30份
铁红粉1-5份
所述EPDM三元乙丙胶的配方为：
三元乙丙胶100份
氧化锌3-8份
硬脂酸0.1-2份
防老剂1-4份
分散剂1-3份
内脱剂1-5份
聚乙二醇1-5份
硅烷偶联剂1-5份
碱性白炭黑40-70份
硅藻土40-70份
聚四氟乙烯微粉3-9份
石蜡油1-6份
无味F40过氧硫化剂3-7份
交联剂2-4份
太青蓝1-5份
元蓝1-3份。
2.根据权利要求1所述的混合型三元乙丙氟胶，其特征在于，所述无味过氧化物桥助剂采用成分为三烯丙基异氰尿酸脂的TAIC-70。
3.根据权利要求1所述的混合型三元乙丙氟胶，其特征在于，所述高效润滑剂采用二硫化钼。
4.根据权利要求1所述的混合型三元乙丙氟胶，其特征在于，所述AF四丙氟胶的配方优选为：
四丙氟胶100份
无味F40过氧硫化剂4份
无味过氧化物桥助剂8份
硬脂酸锌3份
高效润滑剂6份
碱性白炭黑10份
硅藻土27份
铁红粉3份。
5.根据权利要求4所述的混合型三元乙丙氟胶，其特征在于，所述EPDM三元乙丙胶的配方优选为：
三元乙丙胶100份
氧化锌6份
硬脂酸1份
防老剂3份
分散剂2份
内脱剂3份
聚乙二醇3份
硅烷偶联剂3份
碱性白炭黑55份
硅藻土55份
聚四氟乙烯微粉6份
石蜡油4份
无味F40过氧硫化剂5份
交联剂3份
太青蓝3份
元蓝2份。
6.一种混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，其特征在于，将AF四丙氟胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
再将EPDM三元乙丙胶按配方比例称取各组分在密炼机中混炼，静置24小时；
将15-25％静置好的AF四丙氟胶、75-85％静置好的EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上混合并反复薄通10次以上三角包，静置10小时以上；
在第一次硫化之前对静置10小时之后的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶分别在开炼机上再进行反复薄通三角包10次以上，按所需要的厚度出片；
将上述出片的AF四丙氟胶、EPDM三元乙丙胶一起加入于密炼机中混炼15-25分钟，混炼完成之后，打开密炼机将混料输送至开炼机中出片，等待加工；
将出片后的混料进行第一次加热硫化成型，完成后静置13-35小时；
将第一次硫化后的成品进行第二次加热硫化，从常温升温到170℃恒温4小时，到时后关闭加热系统，待到温度降到常温时，取出产品。
7.根据权利要求6所述的混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，其特征在于，第一次加热硫化采用模腔硫化。
8.根据权利要求6所述的混合型三元乙丙氟胶的生产工艺，其特征在于，第二次加热硫化采用烘箱硫化。
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