一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丁腈橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物。其最主要的特性就是其 優(yōu)越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力等優(yōu)點主要應(yīng)用于汽車相關(guān)的橡膠密封制品。然而， 隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，對丁腈橡膠密封制品的耐高溫、耐制動液和低壓縮永久變形的 要求越來越高，使用條件越來越苛刻。過去使用的丁腈橡膠因普遍采用有效硫磺硫化體系 而無法滿足目前汽車對耐高溫、耐制動液、耐銅腐蝕性和低壓縮永久變形的要求，因而過氧 化物硫化的丁腈橡膠深受廣大汽車廠商的青睞。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的過氧化物硫化體系的丁腈橡膠通常存在硫化速率慢的問題而導(dǎo)致難 以脫模等，嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠，該丁腈橡 膠具有較快的硫化速率。
[0005]-種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠，按照質(zhì)量份數(shù)包含100~200份丁腈橡 膠生膠、4~9份過氧化物的硫化劑、1. 2~2. 7份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。例如，丁腈 橡膠生膠可以為100份、114份、120份、130份、150份、160份、190份、196份、198份、199份 或200份；硫化劑可以為4份、5份、8份、8. 5份或9份；助交聯(lián)劑可以為1.2份、1.3份、1.6 份、2份、2. 1份、2. 5份、2. 6份或2. 7份?？梢岳斫獾氖?，助劑組合物指添加到丁腈橡膠生 膠中用于改善橡膠之性能的各類常規(guī)助劑的總和。
[0006]其中，按照質(zhì)量份數(shù)具體包含100份丁腈橡膠生膠、7份過氧化物的硫化劑、2份助 交聯(lián)劑，以及助劑組合物。
[0007]其中，所述助劑組合物以丁腈橡膠的質(zhì)量份數(shù)為基準(zhǔn)進一步包含1. 5~3份防老 齊[J、30~100份炭黑、5~30份增塑劑、4~7份活性劑。例如，防老劑可以為1. 5份、1. 6 份、1. 9份、2. 1份、2. 2份、2. 6份、2. 8份、2. 9份或3份；炭黑可以為30份、32份、35份、40 份、45份、50份、60份、80份、85份、90份、94份、97份、98份、99份或100份；增塑劑可以為 5份、6份、9份、15份、17份、18份、27份、28份、29份或30份；活性劑可以為4份、4. 5份、 6份、7份、8份、8. 4份、8. 7份、8. 9份或9份。需要說明的是，這里的助劑組合物中各組分 的含量份數(shù)是相對于丁腈橡膠的總質(zhì)量而言的。
[0008]其中，所述硫化劑為Luperox231XL、Luperoxl01XL45和LuperoxDC40P-SP2 中一種 或至少兩種。Luperox233XL為以1，1'-雙（叔丁基過氧）-3,3,5_三甲基環(huán)己烷為有效成 分的一種硫化劑的商品代號。Luper〇X101XL45為以2, 5-二甲基-2, 5-雙-(叔丁基過氧） 己燒為有效成分的一種硫化劑商品代號。LuperoxDC40P-SP2為以過氧化二異丙苯類硫化 劑為有效成分的一種硫化劑的商品代號。
[0009] 其中，所述助交聯(lián)劑為TAIC、TAC和TMPT中的一種或至少兩種。TAIC為三烯丙基 異氰脲酸酯；TAC為1，3, 5-三聚氰酸三烯丙基酯；TMPT為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
[0010] 其中，所述防老劑為防老劑MB、防老劑KY-445、防老劑MBZ和防老劑264中的一 種或至少兩種。此處，防老劑MB為2-巰基苯并咪唑，防老劑KY-445為4, 4' -雙a，a' -二 甲基芐基二苯胺；防老劑MBZ為2-巰基苯并咪唑鋅鹽；防老劑264為2,6-二叔丁基對甲 酚。所述活性劑優(yōu)選為硬脂酸鋅，亦可為氧化鋅。所述增塑劑為DOS增塑劑、T0TM增塑劑或 TP-759增塑劑。此處，DOS增塑劑為癸二酸二辛酯；T0TM增塑劑為偏苯三酸三辛酯；TP-759 增塑劑為聚醚/聚酯復(fù)合物。
[0011] 本發(fā)明另一方面提供一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠的制備方法，該制備 方法使得丁腈橡膠具有較快的硫化速率。
[0012] 一種制備上述丁腈橡膠的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0013] (1)將100~200質(zhì)量份丁腈橡膠生膠、4~9份過氧化物的硫化劑、1. 2~2. 7份 助交聯(lián)劑以及助劑組合物進行混煉得到母膠；
[0014] (2)將母膠預(yù)成型后進行硫化得到丁腈橡膠。
[0015] 其中，所述步驟（2)中硫化的溫度為175°C~185°C，硫化的時間120~170s，硫化 的壓力為15~25MPa。當(dāng)然，硫化溫度和硫化時間不局限于這些范圍，具體由工藝正硫化時 間Tc90和制品厚度來決定。
[0016] 其中，所述混煉的時間為3~6min。
[0017] 本發(fā)明過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠一方面于過氧化物的硫化劑中復(fù)配助 交聯(lián)劑，以及通過優(yōu)化硫化劑和助交聯(lián)劑的配比；另一方面，加入的防老劑避免延遲硫化時 間，從而提高硫化速率，減少硫化時間。此外，本發(fā)明的丁腈橡膠的拉斷強度、定伸強度、抗 熱老化以及壓縮永久變形等發(fā)面的性能也得到改善。
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0019] 實施例1
[0020] 將100質(zhì)量份JSR230S丁腈橡膠生膠、2質(zhì)量份防老劑KY-405、65質(zhì)量份炭黑、8 質(zhì)量份DOS增塑劑、5質(zhì)量份硬脂酸鋅、5質(zhì)量份DC40P-SP2L、1. 5質(zhì)量份TAIC置入開煉機 進行充分混煉3min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到110°C后排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到母膠。然 后，將母膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預(yù)成型樣件。最后，將預(yù)成型 樣件放入平板硫化機的模具內(nèi)加壓到15MPa，在硫化溫度為175°C下硫化170s，得到丁腈橡 膠。
[0021] 實施例2
[0022] 將100質(zhì)量份JSR230S丁腈橡膠生膠、2質(zhì)量份防老劑MBZ、65質(zhì)量份炭黑、8質(zhì)量 份T0TM增塑劑、5質(zhì)量份硬脂酸鋅、7質(zhì)量份Luper〇X233XL、2質(zhì)量份TAIC置入開煉機進行 充分混煉4. 5min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到110°C后排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到母膠。然 后，將母膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預(yù)成型樣件。最后，將預(yù)成型 樣件放入平板硫化機的模具內(nèi)加壓到25MPa，在硫化溫度為185°C下硫化120s，得到丁腈橡 膠。
[0023] 實施例3
[0024] 將100質(zhì)量份JSR230S丁腈橡膠生膠、2質(zhì)量份防老劑MBZ、65質(zhì)量份炭黑、8質(zhì)量 份T0TM增塑劑、5質(zhì)量份硬脂酸鋅、8質(zhì)量份Luperox233XL、2. 4質(zhì)量份TAIC置入開煉機進 行充分混煉4. 5min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到110°C后排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到母膠。然 后，將母膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預(yù)成型樣件。最后，將預(yù)成型 樣件放入平板硫化機的模具內(nèi)加壓到20MPa，在硫化溫度為180°C下硫化145s，得到丁腈橡 膠。
[0025] 對比例1
[0026] 除了 100~200質(zhì)量份丁腈橡膠生膠、1. 0~2. 5質(zhì)量份防老劑MBZ、40~120質(zhì) 量份炭黑N-550、5~30質(zhì)量份增塑劑D0S、1. 0~2. 0質(zhì)量份DCP，其他均同于實施例1。
[0027] 硫化性能測試：使用美國Alpha公司的橡膠加工分析儀RPA2000按照GB/T16584 對以上實施例及對比例的硫化性能進行測試，測試結(jié)果如表1。
[0028] 其他性能測試：按照表2中的方法對對以上實施例的相關(guān)性能進行測試（初始溫 度為23 ±2°C)，測試數(shù)據(jù)如表2。
[0029]表1
【主權(quán)項】
1. 一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠，其特征在于，按照質(zhì)量份數(shù)包含100~200 份丁腈橡膠生膠、4~9份過氧化物的硫化劑、1. 2~2. 7份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁腈橡膠，其特征在于，按照質(zhì)量份數(shù)包含100份丁腈橡膠生 膠、7份過氧化物的硫化劑、2份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁腈橡膠，其特征在于，所述助劑組合物以丁腈橡膠的質(zhì)量 份數(shù)為基準(zhǔn)包含1. 5~3份防老劑、30~100份炭黑、5~30份增塑劑、4~7份活性劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁腈橡膠，其特征在于，所述硫化劑為Luperox231XL、 Luperoxl01XL45 和LuperoxDC40P-SP2 中一種或至少兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的丁腈橡膠，其特征在于，所述助交聯(lián)劑為TAIC、TAC和TMPT中 的一種或至少兩種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的丁腈橡膠，其特征在于，所述防老劑為防老劑MB、防老劑 KY-445、防老劑MBZ和防老劑264中的一種或至少兩種；所述活性劑為硬脂酸鋅；所述增塑 劑為DOS增塑劑、TOTM增塑劑或TP-759增塑劑。
7. -種制備權(quán)利要求1所述丁腈橡膠的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將100~200質(zhì)量份丁腈橡膠生膠、4~9份過氧化物的硫化劑、1. 2~2. 7份助交 聯(lián)劑以及助劑組合物進行混煉得到母膠； (2) 將母膠預(yù)成型后進行硫化得到丁腈橡膠。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中硫化的溫度為175°C~ 185°C，硫化的時間120~170s，硫化的壓力為15~25MPa。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述混煉的時間為3~6min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠及其制備方法。該丁腈橡膠按照質(zhì)量份數(shù)包含100～200份丁腈橡膠生膠、4～9份過氧化物的硫化劑、1.2～2.7份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。本發(fā)明過氧化物快速硫化體系的丁腈橡膠一方面于過氧化物的硫化劑中復(fù)配助交聯(lián)劑，以及通過優(yōu)化硫化劑和助交聯(lián)劑的配比；另一方面，加入的防老劑避免延遲硫化時間，從而提高硫化速率，減少硫化時間。此外，本發(fā)明的丁腈橡膠的拉斷強度、定伸強度、抗熱老化以及壓縮永久變形等發(fā)面的性能也得到改善。
【IPC分類】C08K5-103, C08K13-02, C08J3-24, C08K5-14, C08K5-3492, C08L9-02
【公開號】CN104761765
【申請?zhí)枴緾N201410255759
【發(fā)明人】夏迎松, 田友峰, 許耀東, 李彬, 張秀娥, 孫兵
【申請人】安徽中鼎密封件股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年6月9日