專利名稱：硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法。
背景技術(shù)：
硅橡膠和三元乙丙橡膠都具有優(yōu)異的耐熱氧、耐紫外、耐臭氧等抗老化性能，但硅橡膠熔體強(qiáng)度低，薄壁制品擠出困難，硫化膠的力學(xué)性能差；三元乙丙橡膠力學(xué)性能好，而熔體粘度高，硫化速度慢，混煉工藝性能欠佳。將硅橡膠與三元乙丙橡膠共混并用可發(fā)揮它們各自的長(zhǎng)處，克服各自的不足，制得綜合性能優(yōu)于單一膠種的制品。
橡膠共混并用的關(guān)鍵不但要使共混物各組分均勻分散，形成良好的分散結(jié)構(gòu)，還要使橡膠各組份能共硫化，產(chǎn)生共交聯(lián)，以提高組分間的界面粘合強(qiáng)度和體系的穩(wěn)定性。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混物的均勻分散可以通過(guò)適當(dāng)?shù)募庸すに噷?shí)現(xiàn)，添加硅橡膠或三元乙丙橡膠的接枝聚合物、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯類共聚物均可能改善硅橡膠與三元乙丙橡膠之間的相容性，從而取得良好的分散結(jié)構(gòu)。然而，盡管硅橡膠和三元乙丙橡膠都可含有不飽和雙鍵，都可以用過(guò)氧化物硫化劑硫化，但三元乙丙橡膠的化學(xué)活性低，硫化速度慢，正硫化時(shí)間一般是硅橡膠的3倍，難以實(shí)現(xiàn)兩橡膠組分間的共硫化。取得硅橡膠和三元乙丙橡膠的共硫化是制備高性能硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠所必須解決的主要技術(shù)問(wèn)題。目前實(shí)現(xiàn)硅橡膠和三元乙丙橡膠共硫化的技術(shù)通常是在硅橡膠和三元乙丙橡膠的共混膠中加入端羥基液體聚丁二烯橡膠(HTPB)，N-N間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺(HVA-2)和三烯丙基異氰酸酯(TAC)。其中，HTPB可以使共混膠各方面性能都有一定程度的提高，但原料難得，價(jià)格偏高。TAC和HVA-2可以提高共混膠的交聯(lián)密度，使定伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和硬度都會(huì)有所提升，但會(huì)使其拉伸強(qiáng)度有所降低；當(dāng)在硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠中添加二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)，于160 °C以上的溫度硫化時(shí)，添加的二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺大幅能提高三元乙丙橡膠組份的硫化速度，抑制硅橡膠組份的硫化速度，使硅橡膠和三元乙丙橡膠二者的硫化速度趨于接近，取得所有橡膠組分的共硫化，得到性能優(yōu)異的硫化硅橡膠/三元異丙橡膠共混并用膠。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決以過(guò)氧化物硫化劑硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠時(shí)，硅橡膠組份硫化速度快，三元乙丙橡膠組份硫化速度慢，二者不能產(chǎn)生共交聯(lián)所帶來(lái)的硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠力學(xué)性能不佳的問(wèn)題，提供一種能共硫化的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法，具體技術(shù)方案如下。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺和有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑；其中以硅橡膠生膠和三元乙丙橡膠生膠的總質(zhì)量為100份，二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺的質(zhì)量份數(shù)為O. 1-5. O份，有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑的質(zhì)量份數(shù)為 O. 5-5. O 份。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基過(guò)氧)己烷和過(guò)氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)中的一種以上。進(jìn)一步優(yōu)化的，硅橡膠生膠與三元乙丙橡膠生膠的質(zhì)量比為2:81:2。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述硅橡膠生膠中乙烯基含量的摩爾百分?jǐn)?shù)為O. 05 O. 5 %(mol/mol);所述三元乙丙橡膠生膠中不飽和單體為雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀，不飽和體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4· (Γ12. O % (wt/wt)。進(jìn)一步優(yōu)化的，還含有偶聯(lián)劑、填充補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑、硫化活性劑中的一種以上。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述偶聯(lián)劑為乙烯類硅烷偶聯(lián)劑，質(zhì)量份數(shù)為O. 1-4份；所述填充補(bǔ)強(qiáng)劑為白炭黑，質(zhì)量份數(shù)為20-150份；所述軟化增塑劑為石蠟油，質(zhì)量份數(shù)為2-20份； 所述硫化活性劑為氧化鋅，質(zhì)量份數(shù)為2. 0-5. O份。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述乙烯類硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。進(jìn)一步優(yōu)化的，硅橡膠中乙烯基的摩爾百分?jǐn)?shù)為O. 05 I. 0%。三元乙丙橡膠中不飽和第三單體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4. (Γ12. O %，不飽和第三單體可以是雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀。有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑可以是過(guò)氧化二異丙苯，2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基過(guò)氧)己烷和過(guò)氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)當(dāng)中的一種或其混合物。乙烯類硅烷偶聯(lián)劑可以是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或其混合物，如Α-172和Α-174或ΚΗ570。上述共混料的加工方法是，共混料的混煉在開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)上進(jìn)行，混煉膠在160-260°C硫化，得到硅橡膠/三元乙丙橡膠共混膠制品。
采用開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，按質(zhì)量份數(shù)稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠包輥，加入所述硫化活性劑、部分填充補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化增塑劑和偶聯(lián)劑，混煉均勻后出片得填充三元乙丙橡膠；將硅橡膠生膠包輥，加入剩下的填充補(bǔ)強(qiáng)劑，混煉均勻后出片得填充硅橡膠；然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑加熱硫化，制得硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260°C。采用密煉機(jī)混煉時(shí)，按組分比列稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠投入密煉室，再將硅橡膠生膠投入密煉室，混煉后依次投入硫化活性劑、軟化增塑劑、偶聯(lián)劑和填充補(bǔ)強(qiáng)劑，混煉均勻后下料，在開(kāi)煉機(jī)上薄通，包輥后依次加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺和有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑，打三角包和薄通，混煉均勻后出片，混煉膠經(jīng)加熱硫化，生產(chǎn)硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260 °C。進(jìn)一步優(yōu)化的，上述加工方法中正硫化時(shí)間為硫化溫度下(硫化儀)的t9(l +2min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果
I.原料易得，工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較低。2.全面改善硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的物理機(jī)械性能，同時(shí)提高硫化并用膠的拉伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度和紹爾硬度。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)范圍不限于此。實(shí)施實(shí)例I :
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過(guò)氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺1.0份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、過(guò)氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化5min。
實(shí)施實(shí)例2
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過(guò)氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺I. 5份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，加入所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、過(guò)氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化5min。實(shí)施實(shí)例3
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份過(guò)氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺2. O份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 I. O份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混 煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，補(bǔ)加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、過(guò)氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化5min。
實(shí)施實(shí)例4
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基過(guò)氧)己烷 I. 5份 二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺1.0份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，補(bǔ)加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過(guò)氧)己烷硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化7min。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)I :
對(duì)比實(shí)驗(yàn)I的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過(guò)氧化二異丙苯I. 5份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，補(bǔ)加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后加入過(guò)氧化二異丙苯，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化7min。對(duì)比實(shí)驗(yàn)2
對(duì)比實(shí)驗(yàn)2的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基過(guò)氧)己烷 I. 5份 Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開(kāi)煉機(jī)輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開(kāi)煉機(jī)上包輥，補(bǔ)加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后加入硫化劑2，5- 二甲基-2，5-二 (叔丁基過(guò)氧)己烷，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時(shí)后在平板硫化機(jī)上于170°C硫化9min。表I綜合列出了實(shí)例I到實(shí)例5中樣品的力學(xué)性能；同時(shí)也給出了對(duì)比實(shí)驗(yàn)I和對(duì)比實(shí)驗(yàn)2中對(duì)比樣品的力學(xué)性能。本發(fā)明全面改善硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的物理機(jī)械性能，同時(shí)提高硫化并用膠的拉伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度和紹爾硬度。表I硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺和有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑；其中以硅橡膠生膠和三元乙丙橡膠生膠的總質(zhì)量為100份，二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺的質(zhì)量份數(shù)為O. 1-5. O份，有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑的質(zhì)量份數(shù)為O. 5-5. O份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑為過(guò)氧化二異丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過(guò)氧)己烷和過(guò)氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)中的一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于硅橡膠生膠與三元乙丙橡膠生膠的質(zhì)量比為2:81:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述硅橡膠生膠中乙烯基含量的摩爾百分?jǐn)?shù)為O. 05 O. 5% ;所述三元乙丙橡膠生膠中不飽和單體為雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀，不飽和體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4. (Γ12. O %。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于還含有偶聯(lián)劑、填充補(bǔ)強(qiáng)劑、增塑劑、硫化活性劑中的一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為乙烯類硅烷偶聯(lián)劑，質(zhì)量份數(shù)為O. 1-4份；所述填充補(bǔ)強(qiáng)劑為白炭黑，質(zhì)量份數(shù)為20-150份；所述軟化增塑劑為石蠟油，質(zhì)量份數(shù)為2-20份；所述硫化活性劑為氧化鋅，質(zhì)量份數(shù)為2. 0-5. O份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述乙烯類硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
8.權(quán)利要求I 7任一項(xiàng)所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的加工方法，其特征在于共混料的混煉在開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)上進(jìn)行，混煉膠在160-260°C硫化，得到硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料制品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加工方法，其特征在于采用開(kāi)煉機(jī)混煉，按質(zhì)量份數(shù)稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠包輥，加入所述硫化活性齊U、部分填充補(bǔ)強(qiáng)劑、軟化增塑劑和偶聯(lián)劑，混煉均勻后出片得填充三元乙丙橡膠；將硅橡膠生膠包輥，加入剩下的填充補(bǔ)強(qiáng)劑，混煉均勻后出片得填充硅橡膠；然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑加熱硫化，制得硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260。。。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加工方法，其特征在于采用密煉機(jī)混煉， 按組分比列稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠投入密煉室，再將硅橡膠生膠投入密煉室，混煉后依次投入硫化活性劑、軟化增塑劑、偶聯(lián)劑和填充補(bǔ)強(qiáng)劑，混煉均勻后下料，在開(kāi)煉機(jī)上薄通，包輥后依次加入二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺和有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑，打三角包和薄通，混煉均勻后出片，混煉膠經(jīng)加熱硫化，生產(chǎn)硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260 °C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺和有機(jī)過(guò)氧化物硫化劑。本發(fā)明在過(guò)氧化物硫化的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料中，用二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺提高三元乙丙橡膠組分的硫化速度，使三元乙丙橡膠組分和硅橡膠組分的硫化速度趨于接近，達(dá)到所有橡膠組分共硫化的目的。本發(fā)明采用開(kāi)放式雙輥煉膠機(jī)和密閉式煉膠機(jī)混煉加工硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，含二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺的混煉膠經(jīng)加熱硫化后，能獲得性能優(yōu)良的硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混膠。
文檔編號(hào)B29C35/02GK102775686SQ20121023319
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者劉安華, 李建雄, 李 遠(yuǎn), 游長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)