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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及橡膠技術領域，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】
[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 是其優越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力等優點主要應用于汽車相關的橡膠密封制品。 然而，隨著汽車工業的快速發展，對三元乙丙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三元乙丙橡膠深受廣大汽車廠商的青睞。
[0003] 現有技術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 致難以脫模等，嚴重影響企業的生產效率。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發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，按照質量份數包含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；助交聯劑可以為1份、2份、3份或4份。可以理解的是，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助劑的總和。
[0006] 其中，所述助劑組合物以三元乙丙橡膠的質量份數為基準進一步包含1~4份防 老劑、30~80份炭黑、10~50份無機填料、10~40份潤滑劑、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是相對于三元乙丙橡膠的總質量而言的。
[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，Naugard445為4, 4' -二（苯基異丙基） 二苯胺的商品代號。所述無機填料為輕質碳酸鈣和/或煅燒陶土。所述活性劑優選為為氧 化鋅，亦可為硬脂酸鋅。所述分散劑為WB16和/或WB42。此處，WB16為脂肪酸鹽的復合物 的商品代號，WB42為脂肪酸衍生物的復合物的商品代號。所述潤滑劑優選為石蠟油，還可 以為微晶蠟。
[0010] 本發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質量份三元乙丙橡膠生膠進行塑煉得到塑煉膠；
[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份助交聯劑后 進行混煉得到混煉膠；
[0014] (3)將混煉膠預成型后進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后加入硫化劑和助交聯劑充分混煉， 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，硫化的時間100~150s，硫化 的壓力為15~25MPa。當然，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。
[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，混煉的時間為3~6min。
[0019] 本發明過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠通過優化硫化劑和助交聯劑的配 t匕，由此得到的三元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。此外，本發明的三元乙丙橡膠的力學性 能強和抗老化性好。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明實施例3的硫化曲線圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0022] 實施例1
[0023] 將100質量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機中通過薄通于55°C下塑煉12min，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機，加入2份防老劑RD、40份炭黑、20份輕質碳酸鈣、 10份石蠟油、3份氧化鋅和2份WB16后進行充分混煉3min、，當密煉室內溫度達到125°C后 排出膠料，快速鼓風冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機，加入2. 5份Varox DBPH、3份TAIC后充分混煉6min、，當密煉室內溫度達到105°C后排出膠料，快速鼓風冷卻， 得到混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預成型樣件。 最后，將預成型樣件放入平板硫化機的模具內加壓到15MPa，在硫化溫度為175°C下硫化 120s,得到三元乙丙橡膠。
[0024]實施例2
[0025] 將100質量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機中通過薄通于60°C下塑煉lOmin，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機，加入2份防老劑RD、30份炭黑、30份輕質碳酸鈣、25 份石蠟油、5份氧化鋅和3份WB16后進行充分混煉4. 5min，當密煉室內溫度達到130°C后排 出膠料，快速鼓風冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機，加入2份VaroxDBPH、 3份TMPT后充分混煉4. 5min，當密煉室內溫度達到110°C后排出膠料，快速鼓風冷卻，得到 混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預成型樣件。最后， 將預成型樣件放入平板硫化機的模具內加壓到20MPa，在硫化溫度為160°C下硫化150s，得 到三元乙丙橡膠。
[0026] 實施例3
[0027] 將100質量份三元乙丙橡膠生膠置入開煉機中通過薄通于65°C下塑煉8min，得 到塑煉膠。接著，將塑煉膠置入密煉機，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后進行充分混煉6min，當密煉室內溫度達到 135°C后排出膠料，快速鼓風冷卻，得到前混煉膠。然后，將前混煉膠置入密煉機，加入2. 5 份VaroxDBPH、3份TMPT后充分混煉3min、，當密煉室內溫度達到115°C后排出膠料，快速鼓 風冷卻，得到混煉膠。將混煉膠通過螺桿擠出機和需要的口型模具得到既定尺寸的預成型 樣件。最后，將預成型樣件放入平板硫化機的模具內加壓到25MPa，在硫化溫度為190°C下 硫化100s,得到三元乙丙橡膠。
[0028] 對比例1
[0029] 除硫化劑為2. 5質量份硫磺且不添加助交聯劑之外，其他條件均同于實施例3。
[0030] 對比例2
[0031] 除100質量份三元乙丙橡膠生膠、3質量份DCP、5質量份氧化鋅、2質量份防老劑 RD、60質量份炭黑、15質量份石蠟油之外，其他條件同實施例3。
[0032] 如圖1所示，為實施例及對比例的硫化曲線圖。該硫化曲線圖使用美國Alpha公 司的橡膠加工分析儀RPA2000按照GB/T16584進行測試。由圖中，我們不難看出，本發明的 硫化時間較短，硫化后的平坦期較長。
[0033] 將以上實施例及對比例的測試數據如下表（初始溫度為23±2°C):
[0034]表1
[0035]
【主權項】
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，按照質量份數包含100 份三元乙丙橡膠生膠、2~5份過氧化物的硫化劑、1~4份助交聯劑，以及助劑組合物。
2. 根據權利要求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 膠的質量份數為基準包含1~4份防老劑、30~80份炭黑、10~50份無機填料、10~40 份潤滑劑、3~10份活性劑和1~5份分散劑。
3. 根據權利要求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. 根據權利要求1所述的三元乙丙橡膠，其特征在于，所述助交聯劑為TAIC、TAC和 TMPT中的一種或至少兩種。
5. 根據權利要求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,所述無機填料為輕質碳酸鈣和/或煅燒陶土，所述活性劑為氧化鋅，所述分 散劑為WB16和/或WB42,所述潤滑劑為石蠟油。
6. -種制備權利要求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質量份三元乙丙橡膠生膠進行塑煉得到塑煉膠； (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份助交聯劑后進行 混煉得到混煉膠； (3) 將混煉膠預成型后進行硫化得到三元乙丙橡膠。
7. 根據權利要求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， 塑煉的時間為8~12min。
8. 根據權利要求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后加 入硫化劑和助交聯劑充分混煉，而后排膠及冷卻得到混煉膠。
9. 根據權利要求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，硫化的時間100~150s，硫化的壓力為15~25MPa。
10. 根據權利要求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，混煉的時間為3~6min。
【專利摘要】本發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量份數包含100份三元乙丙橡膠生膠、2～5份過氧化物的硫化劑、1～4份助交聯劑，以及助劑組合物。本發明過氧化物快速硫化體系的三元乙丙橡膠通過優化硫化劑和助交聯劑的配比，由此得到的三元乙丙橡膠具有較快的硫化速率。此外，本發明的三元乙丙橡膠的力學性能強和抗老化性好。
【IPC分類】C08J3-24, C08K5-103, C08L23-16, C08K13-02, C08K5-14, C08K5-3492
【公開號】CN104761826
【申請號】CN201410255140
【發明人】夏迎松, 許耀東, 田友峰, 李彬, 張秀娥, 田壘
【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