CN114106477B - 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法 - Google Patents

用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114106477B
CN114106477B CN202010904859.0A CN202010904859A CN114106477B CN 114106477 B CN114106477 B CN 114106477B CN 202010904859 A CN202010904859 A CN 202010904859A CN 114106477 B CN114106477 B CN 114106477B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
rubber
composition
butyl rubber
unsaturation
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.)
Active
Application number
CN202010904859.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114106477A (zh
Inventor
邱迎昕
孟伟娟
张雷
龚惠勤
周新钦
张月红
包巧云
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.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
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 Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN202010904859.0A priority Critical patent/CN114106477B/zh
Publication of CN114106477A publication Critical patent/CN114106477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114106477B publication Critical patent/CN114106477B/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
    • C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08L23/20—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • C08L23/22—Copolymers of isobutene; Butyl rubber ; Homo- or copolymers of other iso-olefins
    • 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
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking

Abstract

本发明涉及硫化胶领域，公开了一种用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法，本发明的橡胶基体中含有低不饱和度高分子量的丁基橡胶和高不饱和度中低分子量的丁基橡胶，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比为100：3‑25；所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶具有双峰分子量分布特征。本发明提供的含有用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体的组合物中的各组分的配合，能够使由此获得的硫化胶具有更高的硬度和更低的压缩永久变形，同时具有更优异的密封性、耐热氧老化性、尺寸稳定性。

Description

用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备 方法
技术领域
本发明涉及硫化胶领域，具体地，涉及用于铝电解电容器用丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法。
背景技术
铝电解电容器是一种重要的电子元件，橡胶封口塞则是电容器结构中用于密封电解液的重要组成部件。封口塞的密封性能和绝缘性能是保证电容器使用寿命的关键因素。随着电子科技的不断进步，对电子元件——电容器的性能要求越来越高，尤其是高温高压长寿命的电容器。
丁基橡胶以其优异的密封性能成为长寿命电容器封口塞的首选材料，以丁基橡胶(IIR)替代三元乙丙橡胶(EPDM)制造封口塞已成为该行业必然的发展方向。虽然丁基橡胶的密封性能非常优异，但其混炼加工和成型性能差，且由于不饱和度低导致硫化时间长，生产效率低，生产成本高。
目前，铝电解电容器的封口塞成型工艺有注塑成型和真空模压成型。注塑成型工艺生产效率高、节省原料，但由于采用高温短时间硫化，胶塞交联密度低，力学性较差。而真空模压成型采用低温长时间硫化，有利于提高胶塞的交联密度，进而提升胶塞的力学性能，但生产效率低。
铝电解电容器对封口胶塞的基本性能要求包括密封性、绝缘性、耐热氧老化性和耐腐蚀性。采用IIR制作封口塞，产品内部质量的均一性和稳定性是保证以上基本性能的关键，如果填充剂分散不均匀会导致填充剂迁移或电解液渗透，影响电容器寿命。
因此，制作铝电解电容器用丁基橡胶封口塞，为保证产品质量需要采用高性能的丁基橡胶为原料，目前该行业均使用ExxonMobil公司生产的IIR268产品，虽然该产品的混炼加工性能要好于国内外其他牌号产品，制品缺陷率低，但由于一方面需要进口，另一方面市场价格最高，增加了胶塞的生产成本。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术对进口原材料的完全依赖的问题，而且提供的原材料具有更好的混炼加工和成型定型性能，硫化速度更快，生产效率更高。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体，该橡胶基体中含有低不饱和度高分子量的丁基橡胶和高不饱和度中低分子量的丁基橡胶，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比100：3-25；所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶具有双峰分子量分布特征，其中峰位分子量为90万-260万，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为30-80重量％，Mz/Mw为2.0-3.0，不饱和度为1.2-1.6mol％；所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的重均分子量为0.5万-5万，Mw/Mn为1.5-3.0，不饱和度为2.0-7.0mol％。
本发明的第二方面提供一种用于丁基橡胶封口塞的组合物，该组合物中含有橡胶基体，补强剂，填充剂，硫化剂，硫化促进剂，硫化活化剂，并且任选含有增塑剂，所述橡胶基体为本发明前述第一方面中所述的用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体。
本发明的第三方面提供一种制备用于丁基橡胶封口塞的硫化胶的方法，该方法包括将前述第二方面中所述的用于丁基橡胶封口塞的组合物中的各组分依次进行混炼和成型。
本发明的第四方面提供由前述第三方面所述的方法中制备得到的用于丁基橡胶封口塞的硫化胶。
本发明提供的含有用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体的组合物中的各组分的配合，能够使得组合物中的各组分更容易混炼加工、助剂分散和成型定型，不但混炼胶内部质地更均一稳定，且由此获得的硫化胶具有更高的硬度、拉伸强度、扯断伸长率，能够改善封口塞的力学性能；另外，组合物的各组分的配合能够改善胶料的流动性能，强化硫化交联作用，提高交联密度，促进快速硫化，由该组合物制备得到的硫化胶作为封口塞应用时，具有更好的物理机械性能，更能够避免操作油(即增塑剂)在高温下发生迁移的问题。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体，该橡胶基体中含有低不饱和度高分子量的丁基橡胶和高不饱和度中低分子量的丁基橡胶，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比100：3-25；所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶具有双峰分子量分布特征，其中峰位分子量为90万-260万，Log(MW)≥6的丁基橡胶含量为30-80重量％，Mz/Mw为2.0-3.0，不饱和度为1.2-1.6mol％；所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的重均分子量为0.5万-5万，Mw/Mn为1.5-3.0，不饱和度为2.0-7.0mol％。
所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶中的分子量表示的是绝对分子量。
本发明所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶优选为星型支化丁基橡胶。
优选情况下，本发明所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶的数均分子量Mn为30万-70万，重均分子量Mw为150万-250万，Z均分子量为400万-600万，Mw/Mn为3.0-6.0。
为了进一步改善胶料流动性能，强化硫化交联作用，提高交联密度，促进快速硫化，优选情况下，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比为100：6-20；更优选为100：10-20。
特别地，本发明所述橡胶基体中含有的高不饱和度中低分子量的丁基橡胶一方面能够进一步改善混炼加工和成型定型性能，另一方面能够适当提高不饱和度，以此提高硫化速度和生产效率。
本发明提供的用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体在用于例如耐用型铝电解电容器用丁基橡胶封口塞时，能够大幅度提高丁基橡胶的混炼加工和成型定型性能，改进硫化速度，提高交联密度，使封口塞具有更好的物理机械性能和密封性能。
如前所述，本发明的第二方面提供一种用于丁基橡胶封口塞的组合物，该组合物中含有橡胶基体，补强剂，填充剂，硫化剂，硫化促进剂，硫化活化剂，并且任选含有增塑剂，所述橡胶基体为本发明前述第一方面中所述的用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体。
本发明的第二方面及后续的第三方面中，不再对用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体的具体种类和含量进行重复说明，以本发明第一方面中所述的内容为准，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
根据一种优选的具体实施方式，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的补强剂的含量为30-100重量份，填充剂的含量为50-120重量份，硫化剂的含量为5-15重量份，硫化促进剂的含量为5-10重量份，硫化活化剂的含量为1-3重量份，增塑剂的含量为0-3重量份。
进一步优选地，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的补强剂的含量为50-100重量份，填充剂的含量为50-120重量份，硫化剂的含量为9-15重量份，硫化促进剂的含量为8-10重量份，硫化活化剂的含量为1.5-3重量份，增塑剂的含量为0-2重量份。
本发明所述的补强剂通常指炭黑，可以根据使用的性能要求采用合适型号的炭黑，但为了为提高获得的硫化胶制品的电绝缘性能和降低压缩永久变形，优选使用中补强型、补强型以及填充型炭黑，中补强型炭黑如N539、N550、N660等，补强型炭黑如N770、N762、N774，填充型炭黑如N990等，不具有特别限定，可以是其中一种或两种以上的组合物。
具体地，本发明所述的填充剂，通常为降低成本、改善混炼加工性能或提升某一方面性能而加入的填充料，可以是球状或片状结构的填充料，亦可以是经过改性的填充料，如高岭土、滑石粉、陶土、蒙脱土、碳酸钙、二氧化硅等，不具有特别限定，可以是其中一种或两种以上的组合物。但是，发明人发现，使用高岭土作为本发明的组合物中的填充剂时，由此组合物获得的硫化胶制品具有更好的物理机械性能。
具体地，本发明所述的硫化剂是用以提供丁基橡胶硫化交联反应的架桥剂，使混炼胶交联定型成为制品。为了提高丁基橡胶的热氧老化性能，硫化剂通常选用硫化树脂，优选为酚醛树脂，尤其是具有活性的烷基酚醛树脂，如丁基酚醛树脂、辛基酚醛树脂、壬基酚醛树脂和环己基酚醛树脂等。
本发明对所述硫化促进剂的种类没有特别的限制，可以选自氧化锌、氧化镁和氧化铅中的至少一种，但是，为了获得具有更优性能的硫化胶，特别优选所述硫化促进剂为氧化锌。
本发明对所述硫化活化剂的种类没有特别的限制，可以选自硬脂酸、四甲基秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种，但是，为了获得具有更优性能的硫化胶，特别优选所述硫化活化剂为硬脂酸。
优选地，所述增塑剂为石蜡和/或蓖麻油。需要说明的是，本发明的方案能够在不使用溶剂油作为增塑剂的前提下获得性能良好的橡胶制品。
根据本发明的一种优选的具体实施方式(具体实施方式1)，在本发明所述的组合物中，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的作为补强剂的炭黑的含量为30-100重量份，作为填充剂的高岭土的含量为50-120重量份，作为硫化剂的硫化树脂的含量为5-15重量份，作为硫化促进剂的氧化锌的含量为5-10重量份，作为硫化活化剂的硬脂酸的含量为1-3重量份，作为增塑剂的石蜡的含量为0-3重量份。
为了进一步改善胶料流动性能，强化硫化交联作用，提高交联密度，促进快速硫化，根据本发明的另一种优选的具体实施方式(具体实施方式2)，在本发明所述的组合物中，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的作为补强剂的炭黑的含量为50-100重量份，作为填充剂的高岭土的含量为50-120重量份，作为硫化剂的硫化树脂的含量为9-15重量份，作为硫化促进剂的氧化锌的含量为8-10重量份，作为硫化活化剂的硬脂酸的含量为1.5-3重量份，作为增塑剂的石蜡的含量为0-2重量份。
为了进一步改善胶料流动性能，强化硫化交联作用，提高交联密度，促进快速硫化，根据本发明的另一种优选的具体实施方式(具体实施方式3)，在本发明所述的组合物中，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的作为补强剂的炭黑的含量为30-70重量份，作为填充剂的高岭土的含量为80-120重量份，作为硫化剂的硫化树脂的含量为5-15重量份，作为硫化促进剂的氧化锌的含量为6-10重量份，作为硫化活化剂的硬脂酸的含量为1.5-3重量份，作为增塑剂的石蜡的含量为0-2重量份。
本发明的第二方面中所述的组合物配方，特别是前述具体实施方式1和具体实施方式2提供的组合物配方，完全适用于现有制作铝电解电容器封口塞的生产工艺，包括注射工艺和模压工艺。
如前所述，本发明的第三方面提供了一种制备用于丁基橡胶封口塞的硫化胶的方法，该方法包括将前述第二方面中所述的用于丁基橡胶封口塞的组合物中的各组分依次进行混炼和成型。
优选情况下，将组合物中的各组分依次进行混炼的步骤包括：
(1)将橡胶基体、补强剂、填充剂、硫化活化剂，任选地以及增塑剂进行第一混炼，得到一段混炼胶；
(2)将所述一段混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第二混炼，得到二段混炼胶。
优选情况下，在步骤(1)中，所述第一混炼的起始温度为30-100℃，转子转速为50-200rpm；更优选地，在步骤(1)中，所述第一混炼的时间为3-5min，或者所述第一混炼的时间使得胶料温度不超过160℃。
优选地，在步骤(2)中，所述第二混炼的起始温度为20-60℃，转子转速为50-200rpm。
优选地，在步骤(2)中，所述第二混炼的时间为1.5-3.5min，且所述第二混炼的时间使得排胶温度不超过120℃。
优选地，在步骤(1)中，所述橡胶基体中的低不饱和度高分子量的丁基橡胶分成至少两份以分别加入到第一混炼体系中，特别优选地，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶分成两份分别加入到第一混炼体系中；例如，先加入一半低不饱和度高分子量的丁基橡胶，再依次加入补强剂、硫化活化剂、高不饱和度中低分子量的丁基橡胶、填充剂和剩余的一半低不饱和度高分子量的丁基橡胶。
优选地，在步骤(2)中，所述一段混炼胶分成至少两份以分别加入到第二混炼体系中，特别优选地，所述一段混炼胶分成两份分别加入到第二混炼体系中；例如，先加入一半一段混炼胶，再依次加入硫化促进剂、硫化剂和剩余的一半一段混炼胶。
本发明所述成型可以采用本领域常用的实验室研究用的常规方法进行，本发明在此不再详述，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
本发明所述成型也可以按照工业生产一般方法进行，采用真空注射加料，即成型模腔内抽真空，胶料在外给压力下冲模成型后硫化，真空的目的是加快胶料冲模速度，降低气体排泄不畅造成的制品缺陷，同时降低胶料注射压力。
根据一种优选的具体实施方式，所述成型的操作通过注射成型工艺完成，所述成型的操作包括一次成型硫化和二次定型硫化。
优选地，所述一次成型硫化为注射成型硫化，所述一次成型硫化的条件至少满足：温度为200-220℃，真空度为≥700mmHg，压力为2-3MPa，硫化时间为120-300s。
优选地，所述二次定型硫化为常压硫化，所述二次定型硫化的条件至少满足：温度为180-200℃，硫化时间2-3h。
根据另一种优选的具体实施方式，所述成型的操作通过模压成型工艺完成，所述硫化的操作包括一次成型硫化和二次定型硫化。
优选地，所述一次成型硫化为模压成型硫化，所述一次成型硫化的条件至少满足：温度为170-190℃，真空度为≥700mmHg，压力为1-2MPa，硫化时间为180-420s。
优选地，所述二次定型硫化为常压硫化，所述二次定型硫化的条件至少满足：温度为200-210℃，硫化时间4-6h。
本发明的制备硫化胶的方法中，还可以包括将所述一段混炼胶出料后停放例如3-5h。
本发明的制备硫化胶的方法中，还可以包括将所述二段混炼胶在开炼机中纵向薄通例如6次下片。
示例性地，本发明所述的注射成型工艺过程包括：称重——混炼——预成型出片——真空注射成型(一次硫化)——回炉定型(二次硫化)——冲切——清洗——包装入库。其中，注射成型过程，即一次硫化过程，温度控制在200-220℃，真空度≥700mmHg，压力2-3MPa，硫化时间120-300s；回炉定型过程，即二次硫化过程，温度控制在180-200℃，硫化时间2-3h。
示例性地，本发明所述的模压成型工艺过程包括：称重——混炼——预成型出片——真空模压成型(一次硫化)——回炉定型(二次硫化)——冲切——清洗——包装入库。其中，模压成型过程，即一次硫化成型过程，温度控制在170-190℃，真空度≥700mmHg，压力1-2MPa，硫化时间180-420s；回炉定型过程，即二次硫化过程，温度控制在200-210℃，硫化时间4-6h。
优选情况下，本发明所述的一次硫化能够使得胶塞成型；二次硫化定型能够进一步加深交联程度，改善胶塞的力学和压缩永久变形性能。
如前所述，本发明的第四方面提供由前述第三方面所述的方法中制备得到的用于丁基橡胶封口塞的硫化胶。
采用本发明的用于丁基橡胶封口塞的组合物制备铝电解电容器用丁基橡胶封口塞时，获得的封口塞具有更好的混炼成型和定型性能，硫化速度快，交联密度高，质地更均一，具有更优异的密封性、耐热氧老化性、尺寸稳定性，不仅能够提高生产效率，还能够提高铝电解电容器的使用寿命。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的原料均为市售品。
以下实例中使用的低不饱和度高分子量的丁基橡胶(以下用H-IIR-1表示)和高不饱和度中低分子量的丁基橡胶(以下用L-IIR-2表示)的分子结构参数分别如表1和表2中所示。
在没有特别说明的情况下，表1中所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶的一般制备工艺如下(具体的制备条件参见表1)：
在产能为3t/h的连续聚合釜上满釜操作，其中，采用-110℃液态乙烯通过聚合釜内管束制冷，控制釜内聚合反应温度为-95℃至-100℃，聚合釜底部有两股进料，两股进料同时进入釜内，进料温度为-95℃。其中，进料1为单体溶液进料，是将溶解有丁苯树脂(购自韩国大林，牌号为KR01)的异戊二烯与一氯甲烷和异丁烯混合而得到的；进料2为引发剂溶液进料。按照表1中的进料条件进料，聚合釜顶部为淤浆出料，聚合物淤浆经过脱气釜凝聚和后处理干燥得到所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶。
在没有特别说明的情况下，表2中所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的一般制备工艺如下(具体的制备条件参见表2)：
(1)将二氯甲烷引入反应瓶中，在-60℃下，将二氯乙基铝(分子式C2H5AlCl2)和氯化氢(供氢化合物)引入上述反应瓶中，得到引发剂组合物；
(2)将5L反应釜用氮气置换三次以后抽真空，在反应釜夹套中通入异辛烷循环制冷，将1kg异丁烯单体引入到带有夹套的反应釜中，然后引入设计量的异戊二烯单体，形成单体物料；在单体物料中加入辅助溶剂正戊烷，调节所述单体物料中的异丁烯单体和异戊二烯单体的总含量为50wt％；
(3)将反应釜降温至设定聚合温度，然后引入步骤(1)中的引发剂组合物(二氯乙基铝/氯化氢/二氯甲烷溶液)250ml，进行聚合反应，然后加入终止剂甲醇50ml，搅拌5min，将得到的产物依次进行碱水水洗和干燥，得到所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶。
在没有特别说明的情况下，以下所述室温表示25±3℃；每重量份(或份)表示10g。
丁基橡胶微观结构测试：
不饱和度：采用瑞士Bruker AVANCE400核磁共振仪(400Hz)，磁场强度9.40特斯拉，以CDC13作溶剂，TMS为内标，室温测试。
分子量及其分布：
(1)低不饱和度高分子量的丁基橡胶的绝对分子量测试，采用美国Viscotek公司生产的TDA302型液相凝胶渗透色谱仪，配备示差检测器、光散射检测器以及粘度检测器联用，色谱柱为TOSOH公司的TSKgel GMHHR-L和TSKgel GMHHR-H两柱联用。流动相为THF，流速为1.0mL/min，样品溶液浓度为0.8mg/mL，测试温度为30℃。
(2)高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的相对分子量(即重均分子量)测试，采用岛津公司生产LC-20A型液相凝胶渗透色谱仪，流动相为THF，样品溶液浓度为2mg/mL，流速为1.0ml/min，进样量100μl，色谱柱为Agilent公司的PLgel5μm NIXED-C两柱联用，柱温为40℃，PS为标样。
以下混炼在1.5L的BR1600型密炼机中进行，填充系数为0.9；两段混炼工艺，在没有特别说明的情况下，具体操作如下：
一段混炼：设定温度为60℃，转子转速为77r/min。先加入一半低不饱和度高分子量的丁基橡胶，再顺序加入炭黑、硬脂酸、高不饱和度中低分子量的丁基橡胶、高岭土和剩余的一半低不饱和度高分子量的丁基橡胶，开始混炼，当胶料的温度达到160℃或总时间达到4min后出料；停放4小时；
二段混炼：设定温度为40℃，转子转速为77r/min。先顺序加入一半一段混炼胶、氧化锌、酚醛树脂，再加入剩余的一半混炼胶进行混炼，密炼2.5min排胶，控制温度低于120℃；将二段混炼胶在开炼机中纵向薄通6次下片，开炼机辊为室温。
切片：采用GT-7016-AR型气压自动切片机切片。
硫化成型：
以下实例中采用的成型工艺如下：
采用VC-150T-FTMO-3RT平板硫化机硫化，硫化温度200℃，硫化压力10MPa，硫化时间150min。
硫化胶性能测试
门尼粘度：采用GT-7080-S2型门尼粘度仪测定混炼胶料的门尼粘度，测试时预热1min，运行8min，试验温度125℃。
硫化特性：采用GT-M2000A型无转子硫化仪测定胶料的硫化特性。
物理机械性能：采用GT-AT-3000型万能拉力机测试胶料拉伸应力应变性能和邵尔A硬度。
热氧老化性能：采用GT-7017-E型热氧老化实验箱进行热空气老化试验，试验条件为150℃、72h。
体积电阻绝缘阻抗：采用CS2676CX-3型超高阻计在1000V下测定绝缘阻抗，测试时间为1000s。
回弹性：采用GellowenT105型硫化橡胶回弹性测定仪测试回弹性。
压缩永久变形：采用GB/T7759型橡胶永久压缩歪度测试仪，B法，压缩比度25％，试验条件为150℃×72h，室温放置30min后测定。
拉伸耐寒系数：采用NH-230型拉伸耐寒系数测定仪在-55℃下测定硫化式样的拉伸耐寒系数。
表1：H-IIR-1参数
表2：L-IIR-2参数
各实施例的配方如表3中所示。
表3
为了进一步说明本发明所述的组合物及其制备方法，本发明还提供以下实施例。
实施例6
本实施例采用与实施例1相似的配方进行，所不同的是，本实施例中使用的高不饱和度中低分子量的丁基橡胶(1#)为3重量份，其余均与实施例1中相同，具体配方列于表3中。
实施例7
本实施例采用与实施例1相似的配方进行，所不同的是，本实施例中使用的高不饱和度中低分子量的丁基橡胶(1#)为25重量份，其余均与实施例1中相同，具体配方列于表3中。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的配方进行，所不同的是，本对比例中使用的橡胶基体为53重量份的IIR-1-a和53重量份的1#，其余均与实施例1中相同，具体配方列于表3中。
表3(续表)
各实例中的硫化特性数据如表4中所示；各实例中获得的硫化胶的物理机械性能结果如表5中所示。
表4
表4(续表)
项目 实施例6 实施例7 对比例2
门尼ML(1+8)125℃ 78 69 46
Ts1/min 5.1 2.9 1.6
Tc 90/min 128.4 92.1 55.4
ML/dN.m 4.5 3.2 2.3
MH/dN.m 17.8 27.3 32.5
表5
表5(续表)
项目 实施例6 实施例7 对比例2
硬度(邵尔A型)/度 80 92 103
拉伸强度/kg/cm2 78.6 85.6 96.8
拉断伸长率/％ 507 347 213
回弹性/％ 59 54 42
绝缘阻抗/GΩ 63 65 61
压缩永久变形/％ 14.3 6.1 3.7
拉伸耐寒系数/％ 80 82 77
热空气老化硬度变化值 +1 +4 +18
由以上结果可知，本发明提供的组合物采用低不饱和度的丁基橡胶为主橡胶基体，以高不饱和度的丁基橡胶为辅橡胶基体，能够在改善混炼加工性能的同时，提供补充的不饱和度，提高硫化速度和交联密度高，质地更均一，使硫化胶具有更高的硬度和更低的压缩永久变形，同时具有更优异的密封性、耐热氧老化性、尺寸稳定性，不仅能够提高生产效率，还能够提高铝电解电容器的使用寿命。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种用于丁基橡胶封口塞的组合物，其特征在于，该组合物中含有橡胶基体，补强剂，填充剂，硫化剂，硫化促进剂，硫化活化剂，并且任选含有增塑剂，
该橡胶基体中含有低不饱和度高分子量的丁基橡胶和高不饱和度中低分子量的丁基橡胶，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比100：3-25；
所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶具有双峰分子量分布特征，其中峰位分子量为90万-260万，Log（MW）≥6的丁基橡胶含量为30-80重量%，Mz/Mw为2.0-3.0，不饱和度为1.2-1.6mol%；
所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的重均分子量为0.5万-5万，Mw/Mn为1.5-3.0，不饱和度为2.0-7.0mol%。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比为100：6-20。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述低不饱和度高分子量的丁基橡胶与所述高不饱和度中低分子量的丁基橡胶的含量重量比为100：10-20。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的补强剂的含量为30-100重量份，填充剂的含量为50-120重量份，硫化剂的含量为5-15重量份，硫化促进剂的含量为5-10重量份，硫化活化剂的含量为1-3重量份，增塑剂的含量为0-3重量份。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中，以所述组合物中含有的低不饱和度高分子量的丁基橡胶为100重量份计，所述组合物中的补强剂的含量为50-100重量份，填充剂的含量为50-120重量份，硫化剂的含量为9-15重量份，硫化促进剂的含量为8-10重量份，硫化活化剂的含量为1.5-3重量份，增塑剂的含量为0-2重量份。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述补强剂为炭黑。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述炭黑选自中补强型炭黑、补强型炭黑和填充型炭黑中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述中补强型炭黑选自炭黑N539、炭黑N550和炭黑N660；所述补强型炭黑选自炭黑N770、炭黑N762和炭黑N774；所述填充型炭黑为炭黑N990。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述填充剂选自高岭土、滑石粉、陶土、蒙脱土、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述硫化剂为硫化树脂。
11.根据权利要求10所述的组合物，其中，所述硫化树脂为烷基酚醛树脂。
12.根据权利要求11所述的组合物，其中，所述硫化树脂选自丁基酚醛树脂、辛基酚醛树脂、壬基酚醛树脂和环己基酚醛树脂中的至少一种。
13.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述硫化促进剂选自氧化锌、氧化镁、氧化铅中的至少一种。
14.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述硫化活化剂选自硬脂酸、四甲基秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐、黄原酸盐、2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的至少一种。
15.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述增塑剂为石蜡和/或蓖麻油。
16.一种制备用于丁基橡胶封口塞的硫化胶的方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-15中任意一项所述的用于丁基橡胶封口塞的组合物中的各组分依次进行混炼和成型。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，将组合物中的各组分依次进行混炼的步骤包括：
（1）将橡胶基体、补强剂、填充剂、硫化活化剂，任选地以及增塑剂进行第一混炼，得到一段混炼胶；
（2）将所述一段混炼胶与硫化剂和硫化促进剂进行第二混炼，得到二段混炼胶。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述第一混炼的起始温度为30-100℃，转子转速为50-200rpm。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在步骤（1）中，所述第一混炼的时间为3-5min，或者所述第一混炼的时间使得胶料温度不超过160℃。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述第二混炼的起始温度为20-60℃，转子转速为50-200rpm。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在步骤（2）中，所述第二混炼的时间为1.5-3.5min，且所述第二混炼的时间使得排胶温度不超过120℃。
22.权利要求16-21中任意一项所述的方法制备得到的用于丁基橡胶封口塞的硫化胶。
CN202010904859.0A 2020-09-01 2020-09-01 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法 Active CN114106477B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010904859.0A CN114106477B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010904859.0A CN114106477B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114106477A CN114106477A (zh) 2022-03-01
CN114106477B true CN114106477B (zh) 2023-07-21

Family

ID=80360627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010904859.0A Active CN114106477B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114106477B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB924564A (en) * 1959-04-07 1963-04-24 Rockwell Mfg Co Plug valve lubricant and sealant compositions
US5698640A (en) * 1996-08-01 1997-12-16 Exxon Chemical Patents Inc. Low bromine isobutylene-co-4-bromomethylstyrene compositions for severe duty elastomer applications
CN103012978A (zh) * 2012-12-26 2013-04-03 吴江市锦俪纺织有限公司 一种橡胶混合物
CN103923402A (zh) * 2014-04-28 2014-07-16 吴启 铝电解电容器用橡胶封口塞的配方及其制造方法
WO2018130200A1 (zh) * 2017-01-13 2018-07-19 杭州星庐科技有限公司 橡胶组合物及加工方法，及应用其的高强度制品和生产方法
CN109749154A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 发泡橡胶组合物与硫化橡胶及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1392786A (fr) * 1963-03-20 1965-03-19 Exxon Research Engineering Co Procédé de fabrication perfectionné du caoutchouc butyle
US3968076A (en) * 1973-08-31 1976-07-06 Exxon Research And Engineering Company Covulcanization of conjugated diene-containing butyl with halobutyl and butyl rubber
CN103642137A (zh) * 2013-12-06 2014-03-19 应城市恒天药业包装有限公司 一种输液类药物用胶塞材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB924564A (en) * 1959-04-07 1963-04-24 Rockwell Mfg Co Plug valve lubricant and sealant compositions
US5698640A (en) * 1996-08-01 1997-12-16 Exxon Chemical Patents Inc. Low bromine isobutylene-co-4-bromomethylstyrene compositions for severe duty elastomer applications
CN103012978A (zh) * 2012-12-26 2013-04-03 吴江市锦俪纺织有限公司 一种橡胶混合物
CN103923402A (zh) * 2014-04-28 2014-07-16 吴启 铝电解电容器用橡胶封口塞的配方及其制造方法
WO2018130200A1 (zh) * 2017-01-13 2018-07-19 杭州星庐科技有限公司 橡胶组合物及加工方法，及应用其的高强度制品和生产方法
CN109749154A (zh) * 2017-11-01 2019-05-14 中国石油化工股份有限公司 发泡橡胶组合物与硫化橡胶及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Toxic effects of lab‐grade butyl rubber stoppers on aerobic methane oxidation;Helge Niemann et al.;《 Limnology and Oceanography: Methods》;第13卷(第1期);40-52 *
不同牌号氢化丁腈橡胶性能对比;逄见光;;特种橡胶制品(第02期);35-39 *
功能化丁基橡胶的研究;韦匀;Kevin Kulbaba;Dana Adkinson;Jon Bielby;;现代橡胶技术(第05期);18-23 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114106477A (zh) 2022-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5512626A (en) Rubber compositions for base tread and tires using the same
EP2408626B1 (en) Styrene butadiene rubber with novel styrene incorporation
CN105612184B (zh) 末端官能化的基于共轭二烯的聚合物及其制造方法
EP0751181A2 (en) A rubber composition and a tire using said composition
US10894881B2 (en) Product, composition and application thereof, and automobile tire inner liner, tube and curing bladder
EP3305843A1 (en) Rubber composition
KR100878877B1 (ko) 이피디엠을 주재로 한 판형 열교환기용 고무 가스켓 조성물 및 이를 이용한 고무 가스켓 제조방법
CN114106477B (zh) 用于丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法
US4433107A (en) Polyisoprene rubber compositions
CN114106478A (zh) 用于铝电解电容器用丁基橡胶封口塞的橡胶基体、组合物、硫化胶及其制备方法
CN111718555A (zh) 一种基于部分氢化聚苯乙烯-b-共轭二烯/二乙烯苯无规共聚物的密封条材料及其制备
CN114409980B (zh) 一种抗耐磨低滚阻的橡胶组合物和制备工艺及轮胎
KR101918369B1 (ko) 변성 공액디엔계 중합체 제조방법
CN106977636B (zh) 一种液体反式聚环戊烯橡胶及其制备方法和应用
CN111138771A (zh) 一种加入丁基胶粉载重汽车丁基内胎的制备方法
KR102639475B1 (ko) 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물
CN114854102A (zh) 一种低滚阻全钢子午线轮胎胎面组合物及其制备方法
KR102617158B1 (ko) 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물
CN109535304A (zh) 一种用于提高橡胶抗湿滑性能的改性α-甲基苯乙烯低聚物的合成方法
CN110016165B (zh) 一种聚乙烯/顺丁橡胶合金材料及其制备方法
CN112708174B (zh) 一种橡胶组合物及其筛选方法和采用该组合物的轮胎
CN117487073A (zh) 一种生物基耐低温弹性体及其制备方法和橡胶组合物
US11591422B2 (en) EPDM terpolymer and manufacturing method therefor
CN113817272B (zh) 一种热塑弹性体及制备方法
CN114989539B (zh) 一种高气密性轮胎的气密层橡胶组合物及其制备方法、应用和轮胎

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