CN114790314B - 一种低气味环保型epdm胶料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低气味环保型EPDM胶料，应用于微波热空气过氧化物硫化体系，由以下重量百分比的组分构成：三元乙丙橡胶22.5‑30.6%；补强剂44.4‑49.5%；软化增塑剂15.8‑20.2%；除味剂1.2‑2.6%；阻氧剂0.9‑2.3%；吸湿剂2.9‑4.5%；硫化剂2.0‑2.7%。本发明具有耐高低温、低压缩永久变形、低气味、环境友好、应用于微波热空气硫化过氧化物硫化体系的特点。
Description
技术领域
本发明属于橡胶领域，特别涉及一种用于微波热空气过氧化物硫化体系低气味环保型EPDM胶料。
背景技术
由于传统的微波热空气硫化EPDM胶料的硫化体系选用的是硫磺硫化体系，不需要隔绝氧气，硫化速度快，生产效率高。但是会生产多硫键和单硫胶，耐热性较差，压缩永久变形较大。满足不了日益苛刻的工况。
传统的快速硫化体系，某些具有仲胺结构的橡胶助剂与亚硝化剂(氮氧化物NOx)反应会生成具有致癌性的N-亚硝胺。德国法规TRGS552(1988年1月生效)规定了禁用12种致癌的N-亚硝胺，涉及多种目前国内广泛应用的橡胶助剂。
近几年我国橡胶工业的环保和节能问题面临的压力越来越大，随着我国入世的深入和经济的发展欧美等发达国家制定的橡胶环保规范以及法律法规对我国的制品形成了“绿色壁垒”，橡胶工业是耗能较大的行业，面临能源日趋短缺，橡胶企业存在着潜在的危机，必须进一步加强节能环保问题。换一个角度讲为保护作业人员的健康以及减少橡胶制品对环境的破坏，我们也要加强环保。另外，橡胶制品应用相关领域并对其产生影响，提高橡胶制品生产的技术水平也是对环保的贡献。因此研究低PAHS含量，符合ROHS2.0法规，符合REACH法规，不产生致癌亚硝胺，低气味胶料将是未来橡胶发展的方向。
而过氧化物硫化体系，不产生亚硝胺，除味剂处理后，气味等级很小。采用低PAHS含量的原材料，可以使的混炼胶的PAHS含量极低。过氧化物交联生成碳碳键，键能高，耐老化性能好，压缩永久变形低，因而有很大的发展和研究空间。但是，过氧化物硫化体系在硫化过程中需隔离氧气，否则空气中的氧气会消耗过氧化物分解的过氧自由基，影响橡胶的交联，使得橡胶表面发粘。
因此研究阻氧型微波热空气硫化胶料，显得十分必要。
发明内容
针对上述问题，本发明了提供一种用于微波热空气过氧化物硫化体系低气味EPDM胶料，耐高低温，低压缩永久变形，低气味，微波热空气硫化过氧化物硫化体系环保型EPDM胶料。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供了一种低气味环保型EPDM胶料，应用于微波热空气过氧化物硫化体系，所述低气味环保型EPDM胶料由以下重量百分比的组分构成：
三元乙丙橡胶 22.5-30.6%；
补强剂 44.4-49.5%；
软化增塑剂 15.8-20.2%；
除味剂 1.2-2.6%；
阻氧剂 0.9-2.3%；
吸湿剂 2.9-4.5%；
硫化剂 2.0-6.0%；
所述补强剂包括硬质炭黑；所述补强剂包括硬质炭黑；所述除味剂为吸附型除味剂和反应型除味剂并用；所述硫化剂为双2.5过氧化物和无味交联剂的搭配；
所述低气味环保型EPDM胶料由以下制备方法制备得到，所述制备方法包括以下步骤：
（1）备料：根据权利要求1所述的配比，将三元乙丙橡胶、补强剂、软化增塑剂、除味剂、阻氧剂分别称重后形成配料A，将吸湿剂、硫化剂称重混合形成配料B；
（2） 第一道混炼：将配料A分批投入密炼机混炼60~90秒后提锤清扫，具体包括：
将所述配料A中的补强剂和软化增塑剂分批投入密炼机，然后压锤混炼60~90秒再次提锤清扫，温度120~130℃；
再将所述配料A中的除味剂和阻氧剂投入密炼机，然后压锤混炼60~90秒再次提锤清扫：
然后压锤混炼240~380秒卸料，温度150~170℃，到开料机上出片，制成混炼胶A；
（3）第二道混炼：将第一道混炼制得的混炼胶A和配料B投入密炼机混炼30~40秒，然后在清扫后继续混炼30~50秒后卸料到开料机上出片，完成制备所述低气味环保型EPDM胶料。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述三元乙丙橡胶为生胶牌号分别为中石化三井的EP3072EM和EP3110M的混合物。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述硬质炭黑为博奥的CZ500R。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述硬质炭黑的粒径在40nm以下。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述软化增塑剂是艾迪尔公司的 PB-2251。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述除味剂为宁波嘉和的JH-CW3和上海懋通的D03的混合物；所述除味剂与三元乙丙橡胶的配比区间为3.92%~11.56%，这样可以保证在橡胶满足性能的基础上降低气味，且除味剂宁波嘉和的JH-CW3和上海懋通的D03并用是采用了吸附型和反应型除味剂并用的策略，可以多种方式去除气味，降低制品气味。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述吸湿剂是希诺斯的CaO-80；所述吸湿剂与三元乙丙橡胶的配比区间为9.47%~20.00%，这样可以保证在橡胶在微波热空气硫化过程中不会因为水汽在橡胶截面产生小气孔。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述阻氧剂是上海霓项的CA-11；所述阻氧剂与三元乙丙橡胶的配比区间为2.94%~10.22%；这样可以保证硫化胶过氧化物产生的过氧自由基不会被空气中的氧气所消耗，避免制品欠硫表面发粘。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述硫化剂是科茂威的硫化剂COLINK 101-45GE和阿克苏的无味交联剂14S-FL的混合物。
在本发明中，第（2）和（3）步骤中，分阶段进行混炼并保证混炼温度，先将增塑剂投入密炼机，在温度升至120~130℃后，再除味剂和阻氧剂，避免增塑剂影响除味剂和阻氧剂的效果。
本发明选用EP3072EM和EP3110M并用橡胶作为胶料的主体材料，门尼粘度高，高低乙烯并用，可以平衡胶料的耐高低温性能，使得胶料物理机械性能良好，生胶充油，使得胶料加工性能较好；配方中采用炭黑CZ500R，满足橡胶的补强要求，PAHS含量少，降低胶料的PAHS含量，使得胶料符合环保要求。
软化增塑剂PB-2251的添加首先保证胶料的低硬度要求，增塑剂用量较大，同时为了改善橡胶的加工性，选择的是粘度偏高的增塑剂。
选用阻氧剂CA-11，可以有效的隔离氧气，避免制品欠硫和表面发粘。
选用吸湿剂CaO-80，吸附胶料内部水汽，避免硫化时产生气孔。科茂威的硫化剂COLINK101-45GE和阿克苏的无味交联剂14S-FL，双2.5过氧化物和无味交联剂的搭配，使得制品不易析出晶体，选择造粒的药胶，使得双2.5过氧化物的存储安全性更高，保证了橡胶制品的外观及良好的物理机械性能和生产稳定性要求。
本发明具有耐高低温，低压缩永久变形，低气味，环保等特点。
具体实施方式
下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种低气味环保型EPDM胶料，应用于微波热空气过氧化物硫化体系，由以下重量百分比的组分构成：
三元乙丙橡胶 22.5-30.6%；
补强剂 44.4-49.5%；
软化增塑剂 15.8-20.2%；
除味剂 1.2-2.6%；
阻氧剂 0.9-2.3%；
吸湿剂 2.9-4.5%；
硫化剂 2.0-6.0%；
所述补强剂包括硬质炭黑。
其中，三元乙丙橡胶为生胶牌号分别为中石化三井的EP3072EM和EP3110M的混合物。
优选地，硬质炭黑为博奥的CZ500R，硬质炭黑的粒径在40nm以下。
在本发明实施例中，软化增塑剂是艾迪尔公司的 PB-2251。
特别地，除味剂为宁波嘉和的JH-CW3和上海懋通的D03的混合物；所述除味剂与三元乙丙橡胶的配比区间为3.92%~11.56%，这样可以保证在橡胶满足性能的基础上降低气味，且除味剂宁波嘉和的JH-CW3和上海懋通的D03并用是采用了吸附型和反应型除味剂并用的策略，可以多种方式去除气味，降低制品气味。
优选地，吸湿剂是希诺斯的CaO-80；吸湿剂与三元乙丙橡胶的配比区间为9.47%~20.00%，这样可以保证在橡胶在微波热空气硫化过程中不会因为水汽在橡胶截面产生小气孔。
在本发明实施例中，需要说明的是，阻氧剂是上海霓项的CA-11；阻氧剂与三元乙丙橡胶的配比区间为2.94%~10.22%；这样可以保证硫化胶过氧化物产生的过氧自由基不会被空气中的氧气所消耗，避免制品欠硫表面发粘。
硫化剂是科茂威的硫化剂COLINK 101-45GE和阿克苏的无味交联剂14S-FL的混合物。
另一方面，本发明实施例还公开了一种上述的低气味环保型EPDM胶料的制备方法，所述制备方法依次包括以下步骤：
（1）备料：根据权利要求1所述的配比，将三元乙丙橡胶、补强剂、软化增塑剂、除味剂、阻氧剂分别称重后形成配料A，将吸湿剂、硫化剂称重混合形成配料B；
（2） 第一道混炼：将配料A分批投入密炼机混炼60~90秒后提锤清扫，具体包括：
将所述配料A中的补强剂和软化增塑剂分批投入密炼机，然后压锤混炼60~90秒再次提锤清扫，温度120~130℃；
再将所述配料A中的除味剂和阻氧剂投入密炼机，然后压锤混炼60~90秒再次提锤清扫：
然后压锤混炼240~380秒卸料，温度150~170℃，到开料机上出片，制成混炼胶A；
（3）第二道混炼：将第一道混炼制得的混炼胶A和配料B投入密炼机混炼30~40秒，然后在清扫后继续混炼30~50秒后卸料到开料机上出片，完成制备所述低气味环保型EPDM胶料。
在本发明中，第（2）和（3）步骤中，分阶段进行混炼并保证混炼温度，先将增塑剂投入密炼机，在温度升至120~130℃后，再除味剂和阻氧剂，避免增塑剂影响除味剂和阻氧剂的效果。
具体例1-6中涉及的低气味环保型EPDM胶料中各组分及其重量百分比的组分构成如表1所示：
表1 具体例1~6中各成分的重量百分比
具体例1-6中涉及的低气味环保型EPDM胶料的制备方法具体如表2所示，制备所得的产品的性能如表3所示。
表2 实施例1~6制备的混炼时间
表3 具体例1~6橡胶制品的物理性能测试结果
从表3可以看到，本发明具体例1~6的橡胶制品具有耐高低温，低压缩永久变形，低气味，环保等特点，适合于多种橡胶制品中，提高微波热空气橡胶制品的耐高低温性能和低压变性能，降低制品气味，提高制品的环保性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种低气味环保型EPDM胶料，其特征在于，应用于微波热空气过氧化物硫化体系，所述低气味环保型EPDM胶料由以下重量百分比的组分构成：
三元乙丙橡胶 22.5-30.6%；
补强剂 44.4-49.5%；
软化增塑剂 15.8-20.2%；
除味剂 1.2-2.6%；
阻氧剂 0.9-2.3%；
吸湿剂 2.9-4.5%；
硫化剂 2.0-6.0%；
所述补强剂包括硬质炭黑；
所述低气味环保型EPDM胶料由以下制备方法制备得到，所述制备方法包括以下步骤：
(1)备料：根据上述的配比，将三元乙丙橡胶、补强剂、软化增塑剂、除味剂、阻氧剂分别称重后形成配料A，将吸湿剂、硫化剂称重混合形成配料B；
(2)第一道混炼：将配料A分批投入密炼机混炼60～90秒后提锤清扫，具体包括：
将所述配料A中的补强剂和软化增塑剂分批投入密炼机，然后压锤混炼60～90秒再次提锤清扫，温度120～130℃；再将所述配料A中的除味剂和阻氧剂投入密炼机，然后压锤混炼60～90秒再次提锤清扫：然后压锤混炼240～380秒卸料，温度150～170℃，到开料机上出片，制成混炼胶A；
(3)第二道混炼：将第一道混炼制得的混炼胶A和配料B投入密炼机混炼30～40秒，然后在清扫后继续混炼30～50秒后卸料到开料机上出片，完成制备所述低气味环保型EPDM胶料；
所述三元乙丙橡胶为生胶牌号分别为中石化三井的EP3072EM和EP3110M的混合物；
所述硬质炭黑为博奥的CZ500R；
所述硬质炭黑的粒径在40nm以下；
所述软化增塑剂是艾迪尔公司的PB-2251；
所述除味剂为宁波嘉和的JH-CW3和上海懋通的D03的混合物；所述除味剂与三元乙丙橡胶的配比区间为3.92％～11.56％；
所述吸湿剂是希诺斯的CaO-80；所述吸湿剂与三元乙丙橡胶的配比区间为9.47％～20.00％；
所述阻氧剂是上海霓项的CA-11；所述阻氧剂与三元乙丙橡胶的配比区间为2.94％～10.22％；
所述硫化剂是科茂威的硫化剂COLINK 101-45GE和阿克苏的无味交联剂14S-FL的混合物。
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