一種過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠及其制備方法
【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三元乙丙橡膠 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 三元乙丙橡膠是乙烯、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(diǎn)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(duì)三元乙丙橡膠密封制品的耐高溫、耐制動(dòng)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。過去使用的三元乙丙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(duì)耐高溫、耐制動(dòng)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三元乙丙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三元乙丙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三元乙丙橡膠，該三 元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。
[0005] -種過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠，按照質(zhì)量份數(shù)包含100份三元乙丙 橡膠生膠、2~5份過氧化物的硫化劑、1~4份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。例如，硫化劑 可以為2份、3份、4份或5份；助交聯(lián)劑可以為1份、2份、3份或4份?？梢岳斫獾氖?，助劑 組合物指添加到三元乙丙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，所述助劑組合物以三元乙丙橡膠的質(zhì)量份數(shù)為基準(zhǔn)進(jìn)一步包含1~4份防 老劑、30~80份炭黑、10~50份無機(jī)填料、10~40份潤(rùn)滑劑、3~10份活性劑和1~5份 分散劑。例如，防老劑可以為1份、2份、3份或4份；炭黑可以為30份、32份、35份、40份、 45份、50份、60份、70份、74份、77份、78份、79份或80份；無機(jī)填料可以為10份、12份、 15份、20份、30份、40份、43份、46份、47份、49份或50份；潤(rùn)滑劑可以為10份、12份、15 份、20份、25份、30份、35份、38份、39份或40份；活性劑可以為3份、4份、5份、8份、9份 或10份；分散劑可以為1份、2份、4份、4. 5份或5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(duì)于三元乙丙橡膠的總質(zhì)量而言的。
[0007]其中，所述硫化劑為7&1'(?08?11和/或￥31'(?￥(：-1?。￥31'(?08?11中文名為2,5-二 甲基-2, 5-二（叔丁基過氧基）己燒。VaroxVC-R中文名為1,4-雙叔丁基過氧異丙基苯。
[0008] 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。
[0009] 其中，所述防老劑為防老劑為防老劑RD或防老劑Naugard445。此處，防老劑RD為 2, 2, 4-三甲基-1，2-二氫喹啉聚合物的商品代號(hào)，Naugard445為4, 4' -二（苯基異丙基） 二苯胺的商品代號(hào)。所述無機(jī)填料為輕質(zhì)碳酸鈣和/或煅燒陶土。所述活性劑優(yōu)選為為氧 化鋅，亦可為硬脂酸鋅。所述分散劑為WB16和/或WB42。此處，WB16為脂肪酸鹽的復(fù)合物 的商品代號(hào)，WB42為脂肪酸衍生物的復(fù)合物的商品代號(hào)。所述潤(rùn)滑劑優(yōu)選為石蠟油，還可 以為微晶蠟。
[0010] 本發(fā)明另一方面提供一種過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠的制備方法，該 制備方法使得三元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。
[0011] 一種制備上述三元乙丙橡膠的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0012] (1)將100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠進(jìn)行塑煉得到塑煉膠；
[0013] (2)向塑煉膠加入助劑組合物、2~5份過氧化物的硫化劑和1~4份助交聯(lián)劑后 進(jìn)行混煉得到混煉膠；
[0014] (3)將混煉膠預(yù)成型后進(jìn)行硫化得到三元乙丙橡膠。
[0015] 其中，所述步驟（1)中塑煉的溫度為55~65°C，塑煉的時(shí)間為8~12min。
[0016] 其中，所述步驟（2)中混煉具體包括第一次混煉和第二次混煉；所述第一次混煉 具體為：待將塑煉膠置入密煉機(jī)后加入助劑組合物充分混煉，而后排膠及冷卻得到前混煉 膠；所述第二次混煉具體為：將前混煉膠置入密煉機(jī)后加入硫化劑和助交聯(lián)劑充分混煉， 而后排膠及冷卻得到混煉膠。
[0017] 其中，所述步驟（3)中硫化的溫度為160°C~190°C，硫化的時(shí)間100~150s，硫化 的壓力為15~25MPa。當(dāng)然，硫化溫度和硫化時(shí)間不局限于這些范圍，具體由工藝正硫化時(shí) 間Tc90和制品厚度來決定。
[0018] 其中，所述第一次混煉的過程中，排膠的溫度為125~135°C，混煉的時(shí)間為3~ 6min;所述第二次混煉的過程中，排膠的溫度為105~115°C，混煉的時(shí)間為3~6min。
[0019] 本發(fā)明過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠通過優(yōu)化硫化劑和助交聯(lián)劑的配 t匕，由此得到的三元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。此外，本發(fā)明的三元乙丙橡膠的力學(xué)性 能強(qiáng)和抗老化性好。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例3的硫化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 將100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機(jī)中通過薄通于55°C下塑煉12min，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機(jī)，加入2份防老劑RD、40份炭黑、20份輕質(zhì)碳酸鈣、 10份石蠟油、3份氧化鋅和2份WB16后進(jìn)行充分混煉3min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到125°C后 排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機(jī)，加入2. 5份Varox DBPH、3份TAIC后充分混煉6min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到105°C后排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻， 得到混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機(jī)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(jī)的模具內(nèi)加壓到15MPa，在硫化溫度為175°C下硫化 120s,得到三元乙丙橡膠。
[0024]實(shí)施例2
[0025] 將100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機(jī)中通過薄通于60°C下塑煉lOmin，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機(jī)，加入2份防老劑RD、30份炭黑、30份輕質(zhì)碳酸鈣、25 份石蠟油、5份氧化鋅和3份WB16后進(jìn)行充分混煉4. 5min，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到130°C后排 出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機(jī)，加入2份VaroxDBPH、 3份TMPT后充分混煉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 混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機(jī)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(jī)的模具內(nèi)加壓到20MPa，在硫化溫度為160°C下硫化150s，得 到三元乙丙橡膠。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 將100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機(jī)中通過薄通于65°C下塑煉8min，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機(jī)，加入2份防老劑Naugard445、50份炭黑、20份煅 燒陶土、15份石蠟油、5份氧化鋅和2份WB42后進(jìn)行充分混煉6min，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到 135°C后排出膠料，快速鼓風(fēng)冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機(jī)，加入2. 5 份VaroxDBPH、3份TMPT后充分混煉3min、，當(dāng)密煉室內(nèi)溫度達(dá)到115°C后排出膠料，快速鼓 風(fēng)冷卻，得到混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機(jī)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(jī)的模具內(nèi)加壓到25MPa，在硫化溫度為190°C下 硫化100s,得到三元乙丙橡膠。
[0028] 對(duì)比例1
[0029] 除硫化劑為2. 5質(zhì)量份硫磺且不添加助交聯(lián)劑之外，其他條件均同于實(shí)施例3。
[0030] 對(duì)比例2
[0031] 除100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠、3質(zhì)量份DCP、5質(zhì)量份氧化鋅、2質(zhì)量份防老劑 RD、60質(zhì)量份炭黑、15質(zhì)量份石蠟油之外，其他條件同實(shí)施例3。
[0032] 如圖1所示，為實(shí)施例及對(duì)比例的硫化曲線圖。該硫化曲線圖使用美國(guó)Alpha公 司的橡膠加工分析儀RPA2000按照GB/T16584進(jìn)行測(cè)試。由圖中，我們不難看出，本發(fā)明的 硫化時(shí)間較短，硫化后的平坦期較長(zhǎng)。
[0033] 將以上實(shí)施例及對(duì)比例的測(cè)試數(shù)據(jù)如下表（初始溫度為23±2°C):
[0034]表1
[0035]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠，其特征在于，按照質(zhì)量份數(shù)包含100 份三元乙丙橡膠生膠、2~5份過氧化物的硫化劑、1~4份助交聯(lián)劑，以及助劑組合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元乙丙橡膠，其特征在于，所述助劑組合物以三元乙丙橡 膠的質(zhì)量份數(shù)為基準(zhǔn)包含1~4份防老劑、30~80份炭黑、10~50份無機(jī)填料、10~40 份潤(rùn)滑劑、3~10份活性劑和1~5份分散劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元乙丙橡膠，其特征在于，所述硫化劑為VaroxDBPH和/ 或VaroxVC-R。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元乙丙橡膠，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。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三元乙丙橡膠，其特征在于，所述防老劑為防老劑RD或防老 劑Naugard445,所述無機(jī)填料為輕質(zhì)碳酸鈣和/或煅燒陶土，所述活性劑為氧化鋅，所述分 散劑為WB16和/或WB42,所述潤(rùn)滑劑為石蠟油。
6. -種制備權(quán)利要求1所述三元乙丙橡膠的方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將100質(zhì)量份三元乙丙橡膠生膠進(jìn)行塑煉得到塑煉膠； (2) 向塑煉膠加入助劑組合物、2~5份過氧化物的硫化劑和1~4份助交聯(lián)劑后進(jìn)行 混煉得到混煉膠； (3) 將混煉膠預(yù)成型后進(jìn)行硫化得到三元乙丙橡膠。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)中塑煉的溫度為55~65°C， 塑煉的時(shí)間為8~12min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)中混煉具體包括第一次混煉 和第二次混煉；所述第一次混煉具體為：待將塑煉膠置入密煉機(jī)后加入助劑組合物充分混 煉，而后排膠及冷卻得到前混煉膠；所述第二次混煉具體為：將前混煉膠置入密煉機(jī)后加 入硫化劑和助交聯(lián)劑充分混煉，而后排膠及冷卻得到混煉膠。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟⑶中硫化的溫度為160°C~ 190°C，硫化的時(shí)間100~150s，硫化的壓力為15~25MPa。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一次混煉的過程中，排膠的溫度 為125~135°C，混煉的時(shí)間為3~6min;所述第二次混煉的過程中，排膠的溫度為105~ 115°C，混煉的時(shí)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三元乙丙橡膠及其制備方法。該三元乙丙橡膠按照質(zhì)量份數(shù)包含100份三元乙丙橡膠生膠、2～5份過氧化物的硫化劑、1～4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三元乙丙橡膠通過優(yōu)化硫化劑和助交聯(lián)劑的配比，由此得到的三元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。此外，本發(fā)明的三元乙丙橡膠的力學(xué)性能強(qiáng)和抗老化性好。
【IPC分類】C08J3-24, C08K5-103, C08L23-16, C08K13-02, C08K5-14, C08K5-3492
【公開號(hào)】CN104761826
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410255140
【發(fā)明人】夏迎松, 許耀東, 田友峰, 李彬, 張秀娥, 田壘
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2014年6月9日