CN116731439A - 一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，属于技术领域，包括三元乙丙橡胶、改性填料、活性助剂和稳定剂，本发明的配方体系中通过添加改性填料和活性助剂实现了三元乙丙橡胶的交联密度增加和交联链的形成，从而提高了耐高温性能和机械性能。而且，添加了稳定剂后，使得组合物在高温环境下不易老化，具有较长的使用寿命，适用于各种汽车零部件、航空航天部件等高温应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶组合及及其制备方法技术领域，尤其涉及一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶(乙丙橡胶)属于非极性橡胶，通过与二烯类橡胶(如天然橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等)并用可望获得综合性能比较优良的橡胶。但是乙丙橡胶与多数二烯类橡胶在极性与饱和性方面存在很大差异，难于与极性聚合物共混，因此其应用范围受到一定的限制。因此，对三元乙丙橡胶进行改性以增强其与极性聚合物的相容性显得尤为重要。
传统三元乙丙橡胶在高温环境下易出现崩裂变形，影响其使用寿命和性能表现。因此，需要开发一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，提高其高温耐性和机械性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，具有优异的高温耐性和机械性能，适用于各种汽车零部件、航空航天部件等高温应用领域，本发明的内容如下：
本发明的第一个目的在于提供一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其技术点在于，按照重量份数计，包括80-120重量份的三元乙丙橡胶、40-60重量份的改性填料、1-3重量份的活性助剂和0.8-1.2重量份的稳定剂。
为了更好地实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的三元乙丙橡胶中的乙烯含量为46-50wt％。
为了更好地实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料为硅酸镁、硅酸铝和硅酸钙中的任意一种。
为了更好地实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料的平均粒径为20-30μm。
为了更好地实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的述活性助剂为过氧化苯甲酰、硫酸铵和偶氮二异丁腈中的任意一种。
为了更好地实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的稳定剂为丁基羟基苯甲酸酯。
本发明的第一个目的在于提供一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法，其技术点在于，包括以下步骤：
步骤一，将三元乙丙橡胶放入混合机中，并加入改性填料，搅拌均匀，使其交联密度增加；
步骤二，在所述的混合机中加入活性助剂，搅拌均匀，使其与三元乙丙橡胶反应，形成交联链；
步骤三，在所述混合机中加入稳定剂，搅拌均匀，使其起到稳定作用；
步骤四，将混合好的物料取出，进行热压成型，制成所述耐高温改性三元乙丙橡胶。
为了更好的实现上述技术方案，本发明的耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法中的步骤一到步骤三中混合机的转速为80-120rmp，反应温度为100-200℃，反应时间为2h。
与现有技术相比，本发明的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物及其制备方法能够达到以下有益效果：
本发明的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物包括三元乙丙橡胶、改性填料、活性助剂和稳定剂，本发明的配方体系中通过添加改性填料和活性助剂实现了三元乙丙橡胶的交联密度增加和交联链的形成，从而提高了耐高温性能和机械性能。而且，添加了稳定剂后，使得组合物在高温环境下不易老化，具有较长的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。
实施例1
一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物包括100kg的三元乙丙橡胶、50kg的改性填料、2kg的活性助剂和1kg的稳定剂。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的三元乙丙橡胶中的乙烯含量为48wt％。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料为酸镁。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料的平均粒径为25μm。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的述活性助剂为过氧化苯甲酰。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的稳定剂为丁基羟基苯甲酸酯。
按照上述配方体系，本实施例的一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将三元乙丙橡胶放入混合机中，并加入改性填料，搅拌均匀，使其交联密度增加；
步骤二，在所述的混合机中加入活性助剂，搅拌均匀，使其与三元乙丙橡胶反应，形成交联链；
步骤三，在所述混合机中加入稳定剂，搅拌均匀，使其起到稳定作用；
步骤四，将混合好的物料取出，进行热压成型，制成所述耐高温改性三元乙丙橡胶。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法中的步骤一到步骤三中混合机的转速为100rmp，反应温度为150℃，反应时间为2h。
实施例2
一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物包括80kg的三元乙丙橡胶、40kg的改性填料、1kg的活性助剂和0.8kg的稳定剂。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的三元乙丙橡胶中的乙烯含量为46wt％。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料为硅酸铝。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料的平均粒径为20μm。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的述活性助剂为硫酸铵。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的稳定剂为丁基羟基苯甲酸酯。
按照上述配方体系，本实施例的一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将三元乙丙橡胶放入混合机中，并加入改性填料，搅拌均匀，使其交联密度增加；
步骤二，在所述的混合机中加入活性助剂，搅拌均匀，使其与三元乙丙橡胶反应，形成交联链；
步骤三，在所述混合机中加入稳定剂，搅拌均匀，使其起到稳定作用；
步骤四，将混合好的物料取出，进行热压成型，制成所述耐高温改性三元乙丙橡胶。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法中的步骤一到步骤三中混合机的转速为80rmp，反应温度为200℃，反应时间为2h。
实施例3
一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物包括120kg的三元乙丙橡胶、60kg的改性填料、3kg的活性助剂和1.2kg的稳定剂。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的三元乙丙橡胶中的乙烯含量为50wt％。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料为硅酸钙。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的改性填料的平均粒径为30μm。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的述活性助剂为偶氮二异丁腈。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶组合物中的稳定剂为丁基羟基苯甲酸酯。
按照上述配方体系，本实施例的一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法包括以下步骤：
步骤一，将三元乙丙橡胶放入混合机中，并加入改性填料，搅拌均匀，使其交联密度增加；
步骤二，在所述的混合机中加入活性助剂，搅拌均匀，使其与三元乙丙橡胶反应，形成交联链；
步骤三，在所述混合机中加入稳定剂，搅拌均匀，使其起到稳定作用；
步骤四，将混合好的物料取出，进行热压成型，制成所述耐高温改性三元乙丙橡胶。
进一步的，本实施例的耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法中的步骤一到步骤三中混合机的转速为120rmp，反应温度为100℃，反应时间为2h。
对比例1
本对比例中，将实施例1中的“100kg的三元乙丙橡胶、50kg的改性填料、2kg的活性助剂和1kg的稳定剂”改成“100kg的三元乙丙橡胶、50kg的改性填料和3kg的稳定剂”，其余操作同实施例1。
对比例2
本对比例中，将实施例1中的“100kg的三元乙丙橡胶、50kg的改性填料、2kg的活性助剂和1kg的稳定剂”改成“100kg的三元乙丙橡胶、50kg的改性填料和3kg的活性助剂”，其余操作同实施例1。
试验例
将实施例1-3及对比例1-2制得的三元乙丙橡胶放置于135℃热老化烘箱中进行504h处理后对其硬度(根据GB/T531.1-2008)、强度(根据GB/T528-2009)、伸长率(根据GB/T528-2009)及压缩形变(根据GB/T 7759.1-2015)进行检测，检测结果见表1：
表1
| 硬度/度 | 强度/MPa | 伸长率/％ | 压缩形变 | |
| 实施例1 | 86 | 25.3 | 290.3 | 35.1 |
| 实施例2 | 85 | 24.6 | 295.3 | 35.6 |
| 实施例3 | 84 | 24.8 | 294.6 | 35.4 |
| 对比例1 | 65 | 18.3 | 230.5 | 55.6 |
| 对比例2 | 63 | 17.6 | 238.5 | 54.6 |
| 对比例3 | 62 | 18.6 | 245.3 | 53.8 |
由表1可知，实施例1-3制得的三元乙丙橡胶具有耐高温性能，在135℃热老化处理后，三元乙丙橡胶材料的硬度、强度、伸长率依然合格，并具有较低压缩形变。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，按照重量份数计，包括80-120重量份的三元乙丙橡胶、40-60重量份的改性填料、1-3重量份的活性助剂和0.8-1.2重量份的稳定剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，所述三元乙丙橡胶中的乙烯含量为46-50wt％。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，所述改性填料为硅酸镁、硅酸铝和硅酸钙中的任意一种。
4.根据权利要求1或2任意所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，所述改性填料的平均粒径为20-30μm。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，所述活性助剂为过氧化苯甲酰、硫酸铵和偶氮二异丁腈中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶组合物，其特征在于，所述稳定剂为丁基羟基苯甲酸酯。
7.一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将三元乙丙橡胶放入混合机中，并加入改性填料，搅拌均匀，使其交联密度增加；
步骤二，在所述的混合机中加入活性助剂，搅拌均匀，使其与三元乙丙橡胶反应，形成交联链；
步骤三，在所述混合机中加入稳定剂，搅拌均匀，使其起到稳定作用；
步骤四，将混合好的物料取出，进行热压成型，制成所述耐高温改性三元乙丙橡胶。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温改性三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤一到步骤三中混合机的转速为80-120rmp，反应温度为100-200℃，反应时间为2h。
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