CN114106473A - 一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料，为了获得力学性能优异以及耐热性能优异的橡胶材料，本发明创造性地将三元乙丙橡胶和氯化聚乙烯共混，并在双硫化剂体系(过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰)下炼胶。实验表明，氯化聚乙烯和双硫化剂体系可以显著提升三元乙丙橡胶的力学性能和耐热性能。而且，在特定体系下，过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰产生协同作用，极大地优化了橡胶材料的综合性能。

Description

一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料。
背景技术
三元乙丙橡胶又名“乙烯、丙烯三元共聚物”，是由乙烯、丙烯和第三单体通过反应制得的三元共聚物。三元乙丙橡胶属于分子主链为饱和结构的橡胶，呈现出卓越的耐候性、耐臭氧性、耐日光性、耐紫外光性和化学稳定性；由于其为非极性橡胶，因此，耐水性和耐水蒸气性也极好，此外，低温弹性和抗撕裂性能也非常优异。由于三元乙丙橡胶的种种优点，其被广泛地应用于内胎、胶带、胶管等橡胶制品及制作防水材料等领域。然而，工业实践中，三元乙丙橡胶的耐热性及力学强度的局限制约了其应用领域，所以，如何优化其耐热性及力学性能是当下的热门研究课题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料。
一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，橡胶原料包括：EPDM(三元乙丙橡胶)、CPE(氯化聚乙烯)、氧化锌、炭黑、硬脂酸、防老剂4020、TMTD(二硫化四甲基秋兰姆)、DCP(过氧化二异丙苯)和过氧化苯甲酰。
优选地，各原料的用量为EPDM 100-120重量份、CPE50-80重量份、氧化锌3-5重量份、炭黑16-20重量份)、硬脂酸3-5重量份、防老剂4020 5-8重量份、TMTD 0.5-2重量份、DCP1-4重量份和过氧化苯甲酰2-4重量份。
优选地，所述DCP的用量为2重量份，过氧化苯甲酰的用量为4重量份。
优选地，所述各原料的用量为EPDM 100重量份、CPE 80重量份、氧化锌5重量份、炭黑20重量份、硬脂酸3重量份、防老剂4020 5重量份、TMTD 2重量份、DCP 2重量份和过氧化苯甲酰4重量份。
进一步地，耐热高强度橡胶材料按照以下方法制备而得：取EPDM、CPE、氧化锌、炭黑、硬脂酸、防老剂4020、TMTD、DCP和过氧化苯甲酰进行混炼，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通，下片，接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理。
优选地，混炼温度为70-90℃，混炼时间约25-30min。
优选地，硫化温度为160-180℃，硫化压力为12-16MPa，硫化时间为21-25min。
优选地，薄通次数为3-4次。
为了获得力学性能优异以及耐热性能优异的橡胶材料，本发明创造性地将三元乙丙橡胶(T6250)和氯化聚乙烯共混，并在双硫化剂体系(过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰)下炼胶。实验表明，氯化聚乙烯和双硫化剂体系可以显著提升三元乙丙橡胶的力学性能和耐热性能。而且，在特定体系下，过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰产生协同作用，极大地优化了橡胶材料的综合性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例来验证本发明的技术效果，但是本发明的实施方式不局限于此。
实施例1
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(2重量份)和过氧化苯甲酰(3重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
实施例2
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(1重量份)和过氧化苯甲酰(2重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
实施例3
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(2重量份)和过氧化苯甲酰(4重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
实施例4
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(4重量份)和过氧化苯甲酰(2重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
实施例5
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(3重量份)和过氧化苯甲酰(4重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
对比例1
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)和DCP(6重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
对比例2
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)和过氧化苯甲酰(6重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
对比例3
取EPDM(100重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)、DCP(2重量份)和过氧化苯甲酰(4重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
对比例4
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)和DCP(2重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
对比例5
取EPDM(100重量份)、CPE(80重量份)、氧化锌(5重量份)、炭黑(20重量份)、硬脂酸(3重量份)、防老剂4020(5重量份)、TMTD(2重量份)和过氧化苯甲酰(4重量份)进行混炼，混炼温度80℃，混炼时间25min，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通3次，下片。接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理，硫化温度为160℃，硫化压力为16MPa，硫化时间为21min。
以下，对橡胶材料的拉伸强度和耐热性进行测试，具体方法如下：
拉伸强度测试：根据GB/T528-1998标准在Zwick万能材料机上进行测试，使用哑铃状裁刀裁片，实验样品宽度为6mm，厚度为1mm，拉伸速度为500mm/min，得到样品的拉伸强度，每组实验做5组平行试验并取其平均值。
耐热性能测试：取10mg样品在TG290 F1型热重分析仪上测试，测试温度范围为30℃-700℃，升温速率为20℃/min。
各样品实验结果如表1-2所示。
表1各样品拉伸强度数据
编号 拉伸强度/MPa
实施例1 18.00
实施例2 17.52
实施例3 23.61
实施例4 20.11
实施例5 20.74
对比例1 17.97
对比例2 15.29
对比例3 8.06
对比例4 15.37
对比例5 16.08
表2各样品耐热性能数据
编号 起始分解温度/℃ 拐点温度/℃ 最大损失速率/％·min<sup>-1</sup>
实施例1 281.3 327.6 7.51
实施例2 285.6 328.5 6.99
实施例3 295.1 349.2 6.10
实施例4 289.3 334.4 7.14
实施例5 283.4 322.1 8.35
对比例1 279.5 322.0 8.74
对比例2 273.8 320.2 9.02
对比例3 266.7 315.7 9.68
对比例4 262.9 318.5 9.45
对比例5 263.5 319.1 9.39
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种由共混物制成的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，橡胶原料包括：EPDM、CPE、氧化锌、炭黑、硬脂酸、防老剂4020、TMTD、DCP和过氧化苯甲酰。
2.一种如权利要求1所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，各原料的用量为EPDM100-120重量份、CPE50-80重量份、氧化锌3-5重量份、炭黑16-20重量份)、硬脂酸3-5重量份、防老剂4020 5-8重量份、TMTD 0.5-2重量份、DCP 1-4重量份和过氧化苯甲酰2-4重量份。
3.一种如权利要求2所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，所述DCP的用量为2重量份，过氧化苯甲酰的用量为4重量份。
4.一种如权利要求2所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于：所述各原料的用量为EPDM 100重量份、CPE 80重量份、氧化锌5重量份、炭黑20重量份、硬脂酸3重量份、防老剂4020 5重量份、TMTD 2重量份、DCP 2重量份和过氧化苯甲酰4重量份。
5.一种如权利要求1所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，按照以下方法制备而得：取EPDM、CPE、氧化锌、炭黑、硬脂酸、防老剂4020、TMTD、DCP和过氧化苯甲酰进行混炼，然后将混炼胶在双滚筒开炼机上翻炼，薄通，下片，接着在平板硫化仪中对混炼胶进行硫化处理。
6.一种如权利要求5所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，混炼温度为70-90℃，混炼时间约25-30min。
7.一种如权利要求5所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，硫化温度为160-180℃，硫化压力为12-16MPa，硫化时间为21-25min。
8.一种如权利要求5所述的耐热高强度橡胶材料，其特征在于，薄通次数为3-4次。
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