CN117004142A - 一种耐高低温压缩变形epdm橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶及其制备方法，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 75‑80份、三元乙丙B20‑45份、氧化锌3‑7份、硬脂酸0.5‑1.5份、防老剂1‑2.5份、补强剂20‑60份、增塑剂40‑60份、硫磺1.0‑1.5份、促进剂1‑3.2份和硫化剂DCP 0.5‑1.0份。本发明中的EPDM橡胶具有优异的耐高温压缩变形、耐低温压缩变形性能，以及较好的流动性便于对其进行加工，制成的各种橡胶制品，此外低温柔韧性也较好，并且该类橡胶制品在低温下可保持较好的气密性，且生产成本低、耐高温性好，使用寿命长，使用更加安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶及其制备方法。
背景技术
三元乙丙(EPDM)是由乙烯、丙烯以及不饱和的第三单体(非共轭二烯烃)制成的三元共聚物，EPDM的第三单体主要包括ENB(5-亚乙基-2-降冰片烯)、DCPD(双环戊二烯)、HD(1,4-己二烯)以及VNB(5-乙烯基-2-降冰片烯)四种。EPDM的分子结构决定其具有卓越的耐老化、耐化学介质、优良的电绝缘特性，目前在汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆、胶管、胶带、汽车密封件等橡胶制品中得到了广泛应用。EPDM虽具有上述优异性能，但据本发明人研究分析，也存在一定的缺点，限制了其在部分特殊领域的推广应用，如低温性能一般，当EPDM分子链中乙烯基含量高时，具有一定的结晶性，使其在低温下弹性降低，甚至变硬变脆，丧失实际使用价值；分子结构中缺少活性基团，内聚能低，同时橡胶易于喷霜，使其自粘性和互粘性变差，从而导致EPDM与金属的粘接性能欠佳，限制了EPDM在橡胶金属件中的应用；在较高温(如150℃以上)条件下长时间使用时，仍存在硬度上升、拉伸强度和拉断伸长率降低的问题，导致其无法在比较高的温度条件下长时间使用。
随着汽车工业的发展，轿车的普及和车速的提高，人们对汽车动力越来越高，整车布置越来越紧凑，同时在东北及青藏高原等高寒地区车辆越来越多，行驶过程中车部温度越来越高，而汽车停放时外界温度较低，故对汽车行驶过程中高温压缩变形同时汽车停放时低温压缩变形要求越来越高。因此，有效提高橡胶材料的耐高温及低温的耐耐动态疲劳性能是当前高寒地区的车辆所需橡胶的研究重点。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，该EPDM橡胶具有优异的耐高温压缩变形、耐低温压缩变形性能，以及较好的流动性便于对其进行加工，制成的各种橡胶制品，此外低温柔韧性也较好，并且该类橡胶制品在低温下可保持较好的气密性，且生产成本低、耐高温性好，使用寿命长，使用更加安全可靠。
本发明的另一目的在于提供一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶的制备方法，该制备方法简单，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产，同时可有效克服以往EPDM橡胶耐高低温性差，以及耐压缩变形性能差的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 75-80份、三元乙丙B 20-45份、氧化锌3-7份、硬脂酸0.5-1.5份、防老剂1-2.5份、补强剂20-60份、增塑剂40-60份、硫磺1.0-1.5份、促进剂1-3.2份和硫化剂DCP 0.5-1.0份。
本发明中的EPDM橡胶具有优异的耐高温压缩变形、耐低温压缩变形性能，以及较好的流动性便于对其进行加工，制成的各种橡胶制品，此外低温柔韧性也较好，并且该类橡胶制品在低温下可保持较好的气密性，且生产成本低、耐高温性好，使用寿命长，使用更加安全可靠。而其中采用的增塑剂对EPDM橡胶的低温性能也有影响，加入适宜的增塑剂可以有效提高橡胶分子链的柔顺性，降低结晶速率，不同增塑剂并用还可产生协同作用，提高耐低温性能；氧化锌和硬脂酸会组成活化硫化体系，从而提高硫化橡胶的交联密度和耐老化性能，协同促进剂，大大缩短硫化时间，减少硫磺用量，降低硫化温度，显著提高橡胶的工艺性能和物理机械性能，同时，由于大幅度减少了硫磺等的用量，从而可以显著降低气味；过氧化物硫化剂DCP的化学键的键能较高，对耐高温性能非常有利；硫磺形成单硫键、双硫键以及多硫键，可显著提高EPDM与金属的粘接性能，不同的硫化体系并用将产生更多更复杂的交联键，有助于抗动态疲劳，本发明中采用硫磺硫化体系与过氧化物硫化剂DCP体系并用，兼顾了耐热性和抗疲劳性，可保证胶料具有优异的耐高温性能和粘接强度。
优选的，所述三元乙丙A的乙烯含量为45-48，ENB第三单体含量为4.8-5.2。
优选的，所述三元乙丙B的乙烯含量为58-60，ENB第三单体含量为4.5-4.6。
优选的，所述三元乙丙B的乙烯含量为55.5-57.5，ENB第三单体含量为4.3-4.4。
在EPDM橡胶中，EPDM的乙烯含量对耐低温性能有关键影响，这是因为乙烯具有结晶性，结晶将导致分子链运动的阻力变大，玻璃化温度提高，宏观表现为变硬变脆。从分子结构上讲，分子链越柔顺，其玻璃化温度越低，耐低温性能越好，EPDM的结晶性会显著降低分子链柔顺性。
本发中选择乙烯含量在55以下，是为了满足低温性能，选择乙烯含量高于55的，是为了满足耐高温性能。其中，选择三元乙丙A和三元乙丙B(乙烯含量为58-60，ENB第三单体含量为4.5-4.6)搭配，随着三元乙丙A的量增加，耐低温性能增加，说明三元乙丙A的耐低温性能良好；三元乙丙A和三元乙丙B(乙烯含量为55.5-57.5，ENB第三单体含量为4.3-4.4)搭配，低温性能更好，说明乙烯含量对三元乙丙橡胶的影响特别大，乙烯含量越低，耐低温性能越好。
优选的，所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.4-1.6组成。
本发明的防老剂中采用的防老剂ODA对热氧屈挠、龟裂有防护作用，与防老剂ZMTI并用，起到协同效应，防护效果、耐热性更佳。
优选的，所述补强剂为N550碳黑或由N550碳黑和4774碳黑按照重量比为2:0.9-1.0组成的混合碳黑。
补强剂中，细粒径的会赋予胶料更高的物理机械性能，但在长期热老化中，其热稳定性不佳，衰减大。并且细粒径补强剂使胶料运动阻力增大，生热提高，不利于耐老化和动态疲劳。使用略粗粒径的炭黑，可以提高胶料的柔顺性、弹性，降低生热，抗动态疲劳性更佳。但同时也要考虑到胶料应有一定强度，防止裂口过快产生和增长。本发明中利用不同的的补强剂并用，进而提高了抗动态疲劳能力，低温表现也更好。
优选的，所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为2.5-5:0.9-1.5组成。
以往不同增塑剂并用还可产生协同作用，提高耐低温性能，原则上讲，粘度低的增塑剂可以更有效地降低橡胶玻璃化温度，降低橡胶分子间作用力，制得耐低温性更好的橡胶。但是在增塑剂并用时有更加复杂的协同关系，需要反复试验并用的效果，增大增塑剂用量可以提高耐低温性能，但这会同步破坏强度、压变和耐热抽出性，采用本发明中上述特定比例的混合增塑剂可有效解决上述问题，使最终制得的EPDM橡胶既具有耐高温压缩变形的性能，同时也具有耐低温压缩变形性能。
优选的，所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.6-0.8:1.0-1.2组成。
本发明中采用的氧化锌和硬脂酸会组成活化硫化体系，从而提高硫化胶的交联密度和耐老化性能，协同上述混合促进剂，可大大缩短硫化时间，减少硫磺用量，降低硫化温度，显著提高橡胶的工艺性能和物理机械性能。
本发明还提供了一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
优选的，步骤S2中加热加压进行硫化时温度为170～180℃，硫化压力为180～200kg/cm2，硫化时间为300～500s。
本发明的有益效果在于：本发明本中的EPDM橡胶具有优异的耐高温压缩变形、耐低温压缩变形性能，以及较好的流动性便于对其进行加工，制成的各种橡胶制品，此外低温柔韧性也较好，并且该类橡胶制品在低温下可保持较好的气密性，且生产成本低、耐高温性好，使用寿命长，使用更加安全可靠。
本发明一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶的制备方法简单，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产，同时可有效克服以往EPDM橡胶耐高低温性差，以及耐压缩变形性能差的问题。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 75份、三元乙丙B 20份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、防老剂1份、补强剂20份、增塑剂40份、硫磺1.0份、促进剂1份和硫化剂DCP 0.5份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为45，ENB第三单体含量为4.8。
所述三元乙丙B的乙烯含量为58，ENB第三单体含量为4.5。
所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.4组成。
所述补强剂由N550碳黑和4774碳黑按照重量比为2:0.9组成的混合碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为2.5:0.9组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.6:1.0组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为170℃，硫化压力为180kg/cm2，硫化时间为300s。
实施例2
一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 80份、三元乙丙B 45份、氧化锌7份、硬脂酸1.5份、防老剂2.5份、补强剂60份、增塑剂60份、硫磺1.5份、促进剂3份和硫化剂DCP 1.0份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为48，ENB第三单体含量为5.2。
所述三元乙丙B的乙烯含量为57.5，ENB第三单体含量为4.4。
所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.6组成。
所述补强剂为N550碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为5:1.0组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.8:1.2组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为180℃，硫化压力为200kg/cm2，硫化时间为500s。
实施例3
一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 75份、三元乙丙B 25份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、补强剂60份、增塑剂40份、硫磺1.2份、促进剂2.8份和硫化剂DCP 0.6份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5.0。
所述三元乙丙B的乙烯含量为57.5，ENB第三单体含量为4.3。
所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.5组成。
所述补强剂由N550碳黑和4774碳黑按照重量比为2.0:1.0组成的混合碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为2.5:1.5组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.6:1.0组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为175℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
实施例4
一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，包括如下重量份的原料：三元乙丙A 80份、三元乙丙B 20份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、补强剂60份、增塑剂60份、硫磺1.0份、促进剂3.2份和硫化剂DCP 0.6份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5。
所述三元乙丙B的乙烯含量为58，ENB第三单体含量为4.5。
所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.5组成。
所述补强剂为N550碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为5:1组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.8:1.2组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为177℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
对比例1
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中EPDM橡胶的原料中：三元乙丙A70份、三元乙丙B 30份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂1.5份、补强剂45份、增塑剂35份、硫磺1.5份、促进剂2.8份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5.0。
所述三元乙丙B的乙烯含量为64，ENB第三单体含量为4.8。
所述防老剂为RD。
所述补强剂为N550碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DOS按照重量比为2.5:1.0组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TMTD和促进剂M按照重量比为1.2:0.4:0.6组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂混合均匀，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为175℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中EPDM橡胶的原料中：三元乙丙A70份、三元乙丙B 22份、顺丁胶8份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂1.5份、补强剂40份、增塑剂50份、硫磺1.3份、促进剂2.8份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5.0。
所述三元乙丙B的乙烯含量为64，ENB第三单体含量为4.8。
所述防老剂为RD。
所述补强剂为N550碳黑。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DOS按照重量比为4:1组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.6:1组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入顺丁胶，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为175℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例3
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中EPDM橡胶的原料中：三元乙丙A75份、三元乙丙B 25份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、补强剂80份、增塑剂70份、硫磺1.3份、促进剂2.8份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5.0。
所述三元乙丙B的乙烯含量为58，ENB第三单体含量为4.5。
所述防老剂是由RD和4010NA按照重量比为1.5:1组成。
所述补强剂是由N550碳黑和N774碳黑按照重量比为5:3组成。
所述增塑剂是由石10#石蜡油和增塑剂DIDP按照重量比为4.5:2.5组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TMTD和促进剂M按照重量比为1.2:0.6:1.0组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂混合均匀，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为175℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例4
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中EPDM橡胶的原料中：三元乙丙A70份、三元乙丙B 30份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、补强剂45份、增塑剂55份、硫磺1.3份、促进剂2.8份。
所述三元乙丙A的乙烯含量为47，ENB第三单体含量为5.0。
所述三元乙丙B的乙烯含量为58，ENB第三单体含量为4.5。
所述防老剂是由RD和4010NA按照重量比为1.5:1组成。
所述补强剂是由N550碳黑和白炭黑按照重量比为4:1.5组成。
所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为4:1.5组成。
所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TMTD和促进剂M按照重量比为1.2:0.6:1.0组成。
所述耐高低温压缩变形EPDM橡胶通过如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂混合均匀，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
步骤S2中加热加压进行硫化时温度为175℃，硫化压力为190kg/cm2，硫化时间为400s。
本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
耐低温性能测试
1.乙烯含量对高低温环境下的硬度变化影响
试验方法：对实施例3-4以及对比例1-4中制得的EPDM橡胶进行测试，以相同条件分别制备硬度块并测试硬度。先将硬度块置于100℃烤箱中，30分钟后取出，立即测试其硬度，然后迅速把硬度块和硬度计一起放入-40℃低温箱中，冷冻30分钟后立即在低温箱中测试硬度，3秒读数。硬度变化不超过8度为OK，测得结果如下表1所示：
表1
2.硬度和乙烯含量、增塑剂对低温启动性能和气流量的影响
测试条件:电压12V，温度常温和-40℃；
测试方法：将6个不同配方所制产品分别装入电机泵，测试其在常温条件下的启动时间和气流量，然后将电机泵放在-40℃的冷冻箱中冷冻12小时，测试其启动时间，15秒内能启动判定为OK，测得结果如下表2所示：
表2
由上表实施例3-4和对比例1-4的对比可知：
1.在50-55度硬度范围内，硬度越低耐低温性能越好，排气量越高。因为硬度高则门尼高，分子链运动所受阻力便更大，这一点从冷冻测试时的电流差异上得以体现，本发明选定硬度50度；
2.增塑剂种类对橡胶的低温性能也有影响，加入适宜的增塑剂可以有效提高橡胶分子链的柔顺性，降低结晶速率，不同增塑剂并用还可产生协同作用，提高耐低温性能。原则上讲，粘度低的增塑剂可以更有效地降低胶料玻璃化温度，降低橡胶分子间作用力，制得耐低温性更好的胶料，但是在增塑剂并用时有更加复杂的协同关系，增大增塑剂用量可以提高耐低温性能，但这会同步破坏强度、压变和耐热抽出性，需要综合考虑；
3.EPDM的乙烯含量对耐低温性能有关键影响，EPDM的结晶性会显著降低分子链柔顺性，由上述对比可知实施例3和4中乙烯含量最低，表现出最佳的耐低温性能，硬度变化也是同样的道理，乙烯含量高，在低温环境下更易结晶，导致硬度上涨，短时间的高温环境则不会导致硬度变化，因为热环境不能导致结晶，并且EPDM有较好的耐老化性，短时间内不会老化；
4.炭黑对耐低温性能的影响是：粒径越细，低温性能越差，实施例4中使用N330低温性差，这是因为细粒径炭黑具有更高结构度，使橡胶具有更高的门尼，更低的伸长率，弹性降低；对比例3和实施例4中并用N774，低温表现更好，对比例4中加入的白炭黑也因为粒径细，耐低温性能不佳；
5.在对比例2中，顺丁胶的加入对耐低温有帮助，但要顾忌到共交联问题；含胶率也对耐低温有影响，低含胶率对低温性有利，这是因为受低温影响的成分主要是胶，因此含胶率越高，越容易被冷冻，对比例3低温表现优于对比例4，便有这方面因素的影响。
耐高温动态疲劳能力测试
测试条件：电压13.5V，温度85℃，持续1000小时。
测试方法：将产品装入电机泵，放入85℃烤箱中，堵塞排气孔，通电运行。初始每三天将电机取出一次，冷却1小时，测量其电流和气流量，之后放入烤箱继续运行，后续每七天测量一次，测试结果如下表3所示：
表3
由上表实施例3-4和对比例1-4的对比可知：
橡胶的耐热老化和抗动态疲劳能力主要取决于生胶三元乙丙特性，硫化体系和防护体系也有较大影响。对EPDM而言，生胶三元乙丙的乙烯含量、门尼、第三单体含量对耐热老化性和动态疲劳性能产生影响。乙烯含量高，橡胶会具有高强度、高弹性、小的空间位阻，这对耐疲劳是有利的。门尼则影响制品的回弹能力和抗破坏能力，高门尼意味着更大的分子量，更复杂的空间网络，因而对排气量和抗疲劳有益。第三单体含量则影响橡胶的耐老化能力，因为EPDM发生化学反应基本都是发生在双键上，而EPDM的双键就存在于第三单体。因此，第三单体含量越低，EPDM的化学稳定性便越高，表现出更好的耐老化性。而第三单体含量的提高会生成更高的交联密度，获得更致密、更强力的空间交联网络，对抗动态疲劳有益。这与耐热老化性的影响是互相矛盾的，需要在二者之间寻求一个合适的平衡，而采用本发明中的EPDM橡胶的原料组成可有效平衡上述矛盾点。
硫磺硫化体系中，有效硫化体系具有更好的耐热性，过氧硫化剂DCP体系耐热性更佳。交联程度高将赋予橡胶材料更加紧密、更加强力的空间网络结构，不同的硫化体系并用将产生更多更复杂的交联键，这都有助于抗动态疲劳；实施例3和4中采用半有效硫化体系与过氧硫化剂DCP体系并用，兼顾了耐热性和抗疲劳性，测试结果显示最优。
补强剂中，细粒径的会赋予胶料更高的物理机械性能，但在长期热老化中，其热稳定性不佳，衰减大，并且细粒径补强剂使胶料运动阻力增大，生热提高，不利于耐老化和动态疲劳，使用略粗粒径的炭黑，可以提高胶料的柔顺性、弹性，降低生热，抗动态疲劳性更佳，但同时也要考虑到胶料应有一定强度，防止裂口过快产生和增长。从实施例3和4中可以看出不同的补强剂并用，对提高抗动态疲劳能力会有所助益。
抗动态疲劳好，增塑剂的用量也要适宜，用量大可使胶料柔顺、生热低，但同时导致强度降低，两者需取一个平衡点，而采用本发明中的EPDM橡胶的原料中不同增塑剂并用也会有利于抗动态疲劳，可有效平衡上述矛盾点。
耐热老化能力测试
试验方法：
(1)将所有试样以120℃烘烤1小时，测试胶料基础物性；
(2)分别测试试片和硬度块在100℃，72小时和168小时老化后的性能变化，测试结果如下表4所示：
表4
试验结论：EPDM橡胶的耐热老化性主要取决于生胶三元乙丙第三单体含量、硫化体系和门尼，耐热老化性的测试结果与上一项耐热动态疲劳试验结果一致，实施例3和4中选用高门尼、中低ENB含量的生胶三元乙丙，采用半有效硫化体系并用过氧化物，耐热老化性优于对比例1-4，增塑剂的选用需避免低闪点强挥发，否则不利于耐热老化。
压缩永久变形测试
试验方法：
(1)将压缩块以120℃烘烤1小时；
(2)分别测试每个压缩块的尺寸，按25％的压缩率选择限制器高度；
(3)装好压变夹具，在100℃烤箱中做72小时压变试验；
(4)取出压缩块，在常温下静置30分钟，测试其高度，并计算压变值，测试结果如下表5所示：
表5
试验结论:EPDM橡胶的压变性能取决于生胶三元乙丙、硫化体系、含胶率等多方面因素。生胶三元乙丙的乙烯含量高者，可以获得更好的压变，高门尼和低ENB含量有助于耐高温，也利于压变；补强剂中炭黑和白炭黑粒径越小，结构度越高，压变越差，并且热稳定性不佳。白炭黑拥有比炭黑更高的耐热性，增塑剂的用量提高会破坏压变，含胶率低，压变也变差。树脂类助剂的加入也会破坏压变，包括防老剂RD。硫磺硫化体系中，有效硫化体系压变性能最好，过氧硫化剂DCP体系的压变则更低。交联程度提高，压变和耐老化能力更强。综合以上考虑，实施例3和4可获得更好的压变。
综上采用本发明中上述原料的制得的EPDM胶料具有优异的耐高温压缩变形、耐低温压缩变形性能，具有广阔的市场前景和应用价值
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：包括如下重量份的原料：三元乙丙A75-80份、三元乙丙B 20-45份、氧化锌3-7份、硬脂酸0.5-1.5份、防老剂1-2.5份、补强剂20-60份、增塑剂40-60份、硫磺1.0-1.5份、促进剂1-3.2份和硫化剂DCP 0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述三元乙丙A的乙烯含量为45-48，ENB第三单体含量为4.8-5.2。
3.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述三元乙丙B的乙烯含量为58-60，ENB第三单体含量为4.5-4.6。
4.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述三元乙丙B的乙烯含量为55.5-57.5，ENB第三单体含量为4.3-4.4。
5.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述防老剂是由防老剂ODA和防老剂ZMTI按照重量比为1:1.4-1.6组成。
6.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述补强剂为N550碳黑或由N550碳黑和4774碳黑按照重量比为2:0.9-1.0组成的混合碳黑。
7.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述增塑剂是由石蜡油KP6030和增塑剂DIDP按照重量比为2.5-5:0.9-1.5组成。
8.根据权利要求1所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶，其特征在于：所述促进剂是由促进剂BZ、促进剂TRA和促进剂CZ按照重量比为1.2:0.6-0.8:1.0-1.2组成。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的耐高低温压缩变形EPDM橡胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、按照重量份比，将三元乙丙A和三元乙丙B加入炼胶设备中，混合均匀后加入氧化锌、硬脂酸、补强剂进行混炼，然后加入增塑剂、硫磺、促进剂，混合均匀后加入硫化剂DCP，得到混炼胶；
S2、将混炼胶停放后，加热加压进行硫化反应得到耐高低温压缩变形EPDM橡胶。
10.根据权利要求9所述的一种耐高低温压缩变形EPDM橡胶的制备方法，其特征在于：步骤S2中加热加压进行硫化时温度为170～180℃，硫化压力为180～200kg/cm2，硫化时间为300～500s。
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