專利名稱：一種epdm復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其制備方法，更具體地說(shuō)涉及一種EPDM復(fù)合材料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
三元乙丙橡膠(EPDM)由乙烯、丙烯和不飽和第三單體非共軛二烯烴共聚而成，是 近年來(lái)發(fā)展較快的合成橡膠。三元乙丙橡膠用第三單體一般有乙叉降冰片烯(ENB)、雙環(huán)戊 二烯(DCPD)和1，4_己二烯(HD)三種，常用的是ENB和DCPD。由于分子鏈主鏈為非極性且 飽和，EPDM不僅有較好的耐高溫和耐臭氧的性能，還有優(yōu)良電絕緣性和耐溶劑性。EPDM的 上述特點(diǎn)拓寬了 EPDM的應(yīng)用領(lǐng)域，如熱塑性材料、電器絕緣材料、防水卷材、汽車以及建筑 行業(yè)中廣泛使用的密封條等。由于EPDM為非自補(bǔ)強(qiáng)型橡膠，硫化后其拉伸強(qiáng)度低，在日常使用中需對(duì)其進(jìn)行補(bǔ) 強(qiáng)才能具有使用價(jià)值。常見的補(bǔ)強(qiáng)方法有兩種加入填料和結(jié)晶型樹脂。EPDM傳統(tǒng)的補(bǔ)強(qiáng) 填料為炭黑和二氧化硅，Premamoy等在European Polymer Journal期刊2000年第36卷 5 期 1043-1054 頁(yè)上發(fā)表的題為“Conducting carbon black filled EPDM vulcanizates assessment ofdependence of physical and mechanical properties and conducting character on variation of fillerloading”中所述，加入炭黑后雖然能提高EPDM的強(qiáng) 度，但混煉膠的流動(dòng)性會(huì)下降(門尼粘度值上升)，且硫化膠的電性能(如介電強(qiáng)度和體積 電阻率)也會(huì)有所降低。除此之外，EPDM還可以用結(jié)晶型聚烯烴樹脂對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)，常用 的樹脂為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及乙烯共聚物，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和乙 烯-丙烯酸共聚物(EAA)等。蘇捃等在期刊Journal of Applied Polymer Science2010 年第 117 卷 3 期 1171-1749 頁(yè)上發(fā)表的題為 “Reinforcement of EPDM/SmB03 and EPDM/ AT0 composites by three types of EVA :assessment of VA content on crystallinity, cure, mechanical and electric properties of EPDMcomposites，，的文章中報(bào)道，EVA 由 于含有極性的基團(tuán)醋酸乙烯酯，制備的EPDM/EVA復(fù)合材料的介電強(qiáng)度和體積電阻率等性 能會(huì)下降。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)?0109067. 0的專利公開了用過(guò)氧化物為交聯(lián)劑制備 乙丙橡膠/聚烯烴熱塑性彈性體的方法。公開號(hào)CN1542042A公開了制備動(dòng)態(tài)硫化EPDM/PP 熱塑性彈性體，并同時(shí)加入阻燃劑，來(lái)提高材料的力學(xué)性能及阻燃性能。以上專利方法制備 的彈性體材料多為交聯(lián)的橡膠相以細(xì)小顆粒分散在聚烯烴中，使得材料在很寬的溫度范圍 內(nèi)都具有橡膠的彈性。然而，EPDM常被用來(lái)做絕緣材料，并且材料在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生老 化，從而影響材料的力學(xué)性能和電性能(如體積電阻和介電強(qiáng)度)。此外，由于具有特殊的 光、電和磁性質(zhì)，無(wú)機(jī)功能填料硼酸釤(SmB03)和銻摻雜氧化錫(AT0)的加入也會(huì)影響EPDM 材料的力學(xué)性能和電性能，現(xiàn)有的技術(shù)和專利并未對(duì)EPDM耐久前后電性能，尤其是介電強(qiáng) 度的變化情況做研究和改性。因此需要研究開發(fā)EPDM的新型復(fù)合材料來(lái)解決上述現(xiàn)有技 術(shù)和專利存在的問(wèn)題與不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題與不足，提供一種EPDM復(fù)合材料，該 復(fù)合材料是以EPDM/P0E為基材的交聯(lián)彈性體，并在基材中加入硼酸釤(SmB03)和銻摻雜氧 化錫(AT0)來(lái)改善EPDM/P0E復(fù)合材料的力學(xué)性能和電性能。乙烯-烯烴共聚物作為一種新 型聚烯烴彈性體(P0E)，因?yàn)槠渲麈滐柡?，具有?yōu)異的耐老化性能。同時(shí)P0E具有一定的結(jié) 晶度，P0E中的乙烯鏈段可以在EPDM中結(jié)晶，形成的晶格作為物理交聯(lián)點(diǎn)承受應(yīng)力從而增 強(qiáng)EPDM材料，并保留了 EPDM材料的彈性。由于P0E中不含極性的基團(tuán)，加入P0E后，EPDM/ P0E復(fù)合材料的電性能降低不明顯。此外，P0E在EPDM/P0E形成的晶格會(huì)在加工過(guò)程中熔 融，從而會(huì)增加混煉膠的流動(dòng)性。該以EPDM/P0E為基材的復(fù)合材料具有低門尼粘度易于加 工、硫化膠的介電強(qiáng)度在高溫老化后不下降甚至?xí)黾拥奶匦?，因此可大大提高EPDM的應(yīng) 用范圍。同時(shí)本發(fā)明還提供了該EPDM復(fù)合材料的制備方法，該方法操作方便并且產(chǎn)品性 會(huì)旨穩(wěn)定。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的EPDM復(fù)合材料，是由以下質(zhì)量份配比的原料制成EPDM80 份P0E10 30 份無(wú)機(jī)功能填料 20 40份硫化活性劑 3. 5 8份硫化劑2 6份抗氧劑0.5 2份。本發(fā)明上述的EPDM復(fù)合材料，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的無(wú)機(jī)功能填料為 SmB03粒子、AT0粒子中的一種或兩種的混合物；再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的SmB03粒子 和AT0粒子是用硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的SmB03粒子和AT0粒子；所述的SmB03粒子和AT0粒子 用硅烷偶聯(lián)劑處理方法為把偶聯(lián)劑加入乙醇中攪拌均勻，再把SmB03粒子或AT0粒子加入 上述溶液中，并攪拌均勻，把表面處理過(guò)的粒子放置在60°C烘箱中干燥4h即可；偶聯(lián)劑為 雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]_四硫化物，偶聯(lián)劑的用量為無(wú)機(jī)填料粒子重量的1 2 %，每 lg偶聯(lián)劑使用乙醇50 100ml。本發(fā)明上述的EPDM復(fù)合材料，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的硫化活性劑 為氧化鋅和硬脂酸的混合物；再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的氧化鋅的用量為3 6份，硬脂 酸的用量為0.5 2份。本發(fā)明上述的EPDM復(fù)合材料，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的硫化劑為過(guò) 氧化二異丙苯、硫磺中的一種或兩種的混合物。本發(fā)明上述的EPDM復(fù)合材料，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的抗氧劑為 2-巰基苯并咪唑、2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉中的一種或兩種的混合物。本發(fā)明上述的EPDM復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟控制開放式煉塑機(jī)的輥 筒溫度為80 100°C，將EPDM和P0E在開放式煉塑機(jī)上共混均勻；冷卻后加入輥筒溫度為 30 50°C的開放式煉膠機(jī)中，再依次加入其它原料及助劑進(jìn)行混合，混煉3 5min得到均勻的膠料，然后薄通打包3 6次后從開放式煉膠機(jī)中取出，再在180°C和10. OMPa壓力下 通過(guò)平板硫化機(jī)硫化15 20min后并冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。本發(fā)明與先有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明中使用的P0E是一種半結(jié)晶的聚烯烴彈性體，可以利用少量P0E對(duì)EPDM進(jìn) 行補(bǔ)強(qiáng)，其補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理為P0E在高溫下先與EPDM熔融共混均勻，室溫下P0E重新結(jié)晶形成的 結(jié)晶鏈段在EPDM/P0E中形成物理交聯(lián)點(diǎn)，從而提高材料的硬度和拉伸強(qiáng)度。并且由于無(wú)機(jī)粒子SmB03和AT0表面具有不同基團(tuán)和電荷，加入以后會(huì)改變EPDM/ P0E復(fù)合材料的焦燒和正硫化時(shí)間，增加復(fù)合材料中化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)目，從而提高復(fù)合材料 的硬度和拉伸強(qiáng)度。除此之外，兩種填料粒子為無(wú)機(jī)粒子，具有較高的極性，其加入能降低 EPDM/P0E的電性能。該EPDM/P0E/填料復(fù)合材料在熱空氣耐久前后電性能的變化(如，體積電阻率和 介電強(qiáng)度)顯示，在150°C熱空氣耐久14天后，與EPDM對(duì)比樣相比，其中EPDM/P0E復(fù)合材 料的擊穿電壓不降反增，且增幅較大，表明該復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐老化性能。具體實(shí)施方法以下通過(guò)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于這些實(shí)施例，本發(fā) 明通過(guò)對(duì)比混煉膠的硫化性能、硫化膠的力學(xué)性能和電性能來(lái)表示P0E對(duì)EPDM/SmB03和 EPDM/AT0材料的補(bǔ)強(qiáng)及150°C熱空氣老化前后對(duì)材料性能的影響(分別列于表1和表2)。 以下例子中使用的SmB03粒子和AT0粒子由偶聯(lián)劑雙_[3_(三乙氧基硅)丙基]-四硫化 物(KH845-4)處理，偶聯(lián)劑的用量為無(wú)機(jī)填料粒子重量的lwt%。處理方法如下把lg的 KH845-4加入100ml乙醇中攪拌均勻；再把100gSmB03粒子或AT0粒子加入上述溶液中，并 攪拌均勻，把表面處理過(guò)的粒子放置在60°C烘箱中干燥至4h待用。實(shí)施例中使用的EPDM 均為中國(guó)石油吉林石化公司生產(chǎn)的EPDM J-4045。實(shí)施例1原料質(zhì)量配比為EPDM:80g，其中乙烯段、丙烯段及第三單體的含量分別為 52. 0 %，40. 3 %和7. 7 %，牌號(hào)為中國(guó)石油吉林石化公司生產(chǎn)的EPDM J-4045 ；P0E的牌號(hào) 為美國(guó)?？松梨诠旧a(chǎn)的POESOeKML^^ =31，熔點(diǎn)53°C) :20g ；偶聯(lián)劑處理過(guò)的 SmB03粒子30g、氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸(SA) :lg、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4g、抗氧劑 2-巰基苯并咪唑(MB) :0. 5g、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD) :0. 5g?？刂崎_放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為90°C，將EPDM和P0E5061在開放式煉塑機(jī)上共 混均勻，冷卻后加入輥筒溫度為40°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的 SmB03、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉5min以獲得均勻的膠料，薄通打 包3次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀 中測(cè)定焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門 尼粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min。混煉膠在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫 化機(jī)硫化15min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下 24h后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和 附表2。實(shí)施例2原料質(zhì)量配比為EPDM :80g、偶聯(lián)劑處理過(guò)的SmB03粒子30g、P0E牌號(hào)為美國(guó)?？松梨诠旧a(chǎn)的 P0E8203(MZ112+54°c=11.5^A73.3°C) :30g、氧化鋅(ZnO) :6g、硬脂酸 (SA) :lg、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4. 5g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0. 5g、2，2，4-三甲 基-1，2-二氫化喹啉(RD) :1.0g。控制開放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為105°C，將EPDM和P0E8203在開放式煉塑機(jī)上共 混均勻，冷卻后加入輥筒溫度為50°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的 SmB03、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉3min以獲得均勻的膠料，薄通打 包6次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀 中測(cè)定焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門 尼粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫 化機(jī)硫化15min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下 24h后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和 附表2。實(shí)施例3原料質(zhì)量配比為EPDM :80g、偶聯(lián)劑處理過(guò)的SmB03粒子30g、P0E牌號(hào)為美國(guó)埃 克森美孚公司生產(chǎn)的P0E0203(MZ112+54°e= 9.1，熔點(diǎn)94. 1°C ) :20g、氧化鋅(ZnO) :4g、硬脂酸 (SA) :2g、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :5.0g、硫磺0. 3、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :1.5g、2， 2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD) :0.5g?？刂崎_放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為110°C，將EPDM和P0E0203在開放式煉塑機(jī)上共 混均勻，冷卻后加入輥筒溫度為55°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的 SmB03、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均勻的膠料，薄通打 包5次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠。混煉膠于溫度為180°C的硫化儀 中測(cè)定焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門 尼粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫 化機(jī)硫化15min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下 24h后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和 附表2。實(shí)施例4原料質(zhì)量配比為EPDM :80g、偶聯(lián)劑處理過(guò)的AT0粒子20g、P0E牌號(hào)為美國(guó)埃 克森美孚公司生產(chǎn)的POESOeKM^5廠=31，熔點(diǎn)53°0 :20g、氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸 (SA) :0. 5g、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :2g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0. 25g、2，2，4-三甲 基-1，2-二氫化喹啉(RD) :0.25g?？刂崎_放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為80°C，將EPDM和P0E5061在開放式煉塑機(jī)上共混 均勻，冷卻后加入輥筒溫度為40°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的AT0、 氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均勻的膠料，薄通打包5次 后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀中測(cè)定 焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門尼粘度， 測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min。混煉膠在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫化機(jī)硫 化15min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下24h后繼 續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和附表2。
實(shí)施例5原料質(zhì)量配比為EPDM :90g、偶聯(lián)劑處理過(guò)的AT0粒子30g、P0E牌號(hào)為美國(guó)?？?森美孚公司生產(chǎn)的P0E8203(ML;2Jc= 11.5，熔點(diǎn)73. 3°C ) :10g、氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸 (SA) :lg、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4g、硫磺0. 3g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0.5g、2，2， 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD) :0.5g?？刂崎_放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為105°C，將EPDM和P0E8203在開放式煉塑機(jī)上共 混均勻，冷卻后加入輥筒溫度為50°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的 AT0、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均勻的膠料，薄通打包 5次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀中 測(cè)定焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門尼 粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫化 機(jī)硫化20min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下24h 后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和附 表2。實(shí)施例6原料質(zhì)量配比為EPDM :80g、偶聯(lián)劑處理過(guò)的AT0粒子和SmB03粒子各15g、P0E牌 號(hào)為美國(guó)埃克森美孚公司生產(chǎn)的P0E0203(ML112+54°C=9.1，熔點(diǎn)94. 1°C) :20g、氧化鋅(ZnO) 5g、硬脂酸(SA) :lg、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0.5g、2，2， 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD) :0.5g。控制開放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為110°C，將EPDM和P0E0203在開放式煉塑機(jī)上共 混均勻，冷卻后加入輥筒溫度為55°C的開放式煉膠機(jī)中。依次加入采用偶聯(lián)劑處理過(guò)的 AT0、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉5min以獲得均勻的膠料，薄通打包 5次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀中 測(cè)定焦燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門尼 粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫化 機(jī)硫化15min得到硫化膠，冷卻至室溫得到EPDM復(fù)合材料。硫化膠放置在室溫條件下24h 后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。測(cè)試性能和數(shù)據(jù)見附表1和附 表2。對(duì)比例1原料質(zhì)量配比為EPDM:100g氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸(SA) :lg、過(guò)氧化二異丙 苯(DCP) :4g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0.58、2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(RD) 0. 5g。控制開放式煉膠機(jī)的輥筒溫度為35°C，加入EPDM塑煉并使其包輥后依次加入氧 化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均勻的膠料，薄通打包5次后 從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度為180°C的硫化儀中測(cè)定焦 燒時(shí)間T1(l和正硫化時(shí)間T9(i ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼粘度計(jì)中測(cè)試門尼粘度，測(cè) 試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫化機(jī)硫化 15min得到硫化膠，硫化膠放置在室溫條件下24h后繼續(xù)熱空氣老化和測(cè)試，熱空氣老化條 件:150°C X14d。
對(duì)比例2原料質(zhì)量配比為:EPDM :100g、SmB03粒子:30g ；氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸(SA) lg、過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0. 5g、2，2，4-三甲基-1，2-二 氫化喹啉(RD) 0. 5g。其中SmB03粒子由KH845-4處理，偶聯(lián)劑的用量為SmB03粒子重量的 lwt%。方法為把lg的KH845-4加入100ml乙醇中攪拌均勻；再把100gSmB03加入上述溶 液中，并攪拌均勻；把表面處理過(guò)的粒子放置在60°C烘箱中干燥至4h?？刂崎_放式煉膠機(jī)的輥筒溫度為40°C，加入EPDM塑煉并使其包輥后依次加入采 用偶聯(lián)劑處理過(guò)的SmB03、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均 勻的膠料，薄通打包5次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠?；鞜捘z于溫度 為180°C的硫化儀中測(cè)定焦燒時(shí)間T1Q和正硫化時(shí)間T9Q ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼 粘度計(jì)中測(cè)試門尼粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓 力下通過(guò)平板硫化機(jī)硫化15min得到硫化膠，硫化膠放置在室溫條件下24h后繼續(xù)熱空氣 老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。對(duì)比例3原料質(zhì)量配比為:EPDM :100g、AT0粒子:30g ；氧化鋅(ZnO) :5g、硬脂酸(SA) :lg、 過(guò)氧化二異丙苯(DCP) :4g、抗氧劑2-巰基苯并咪唑(MB) :0. 5g、2，2，4-三甲基-1，2-二氫 化喹啉(RD) 0. 5g。其中ATO粒子由KH845-4處理，偶聯(lián)劑的用量為ATO粒子重量的lwt%。 方法為把lg的KH845-4加入100ml乙醇中攪拌均勻。再把100gAT0加入上述溶液中，并攪 拌均勻。把表面處理過(guò)的粒子放置在60°C烘箱中干燥至4h。控制開放式煉膠機(jī)的輥筒溫度為40°C，加入EPDM塑煉并使其包輥后依次加入采 用偶聯(lián)劑處理過(guò)的AT0、氧化鋅、硬脂酸、抗氧劑和硫化劑并進(jìn)行混合，混煉4min以獲得均 勻的膠料，薄通打包5次后從開放式煉膠機(jī)中取出冷卻至室溫得到混煉膠。混煉膠于溫度 為180°C的硫化儀中測(cè)定焦燒時(shí)間T1Q和正硫化時(shí)間T9Q ；混煉膠于125°C采用大轉(zhuǎn)子的門尼 粘度計(jì)中測(cè)試門尼粘度，測(cè)試條件為預(yù)熱lmin和轉(zhuǎn)動(dòng)4min?；鞜捘z在180°C和10. OMPa壓 力下通過(guò)平板硫化機(jī)硫化15min得到硫化膠，硫化膠放置在室溫條件下24h后繼續(xù)熱空氣 老化和測(cè)試，熱空氣老化條件150°C X14d。附表1混煉膠的門尼粘度和硫化參數(shù) 附表2硫化膠150°C熱空氣老化前后的力學(xué)性能和電性能 從表1和表2中可以看出，在EPDM中加入P0E后，制得EPDM/P0E/填料體系混煉膠 的門尼粘度(實(shí)施例1-6)明顯低于EPDM、EPDM/填料體系混煉膠的門尼粘度(對(duì)比例1_3)， 尤其是實(shí)施例2、3、5、6的門尼粘度相對(duì)于對(duì)比例1-3下降了約70%，提高了混煉膠的流動(dòng) 性，有利于改善模壓制品的合格率。同時(shí)，P0E的加入還可以提高復(fù)合材料硫化膠的拉伸 強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，例如實(shí)施例3硫化膠的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度分別為4. 64MPa和14. 54kN/ m，高于對(duì)比例1的拉伸強(qiáng)度1. 91MPa、對(duì)比例2的拉伸強(qiáng)度2. 65MPa、對(duì)比例3的拉伸強(qiáng)度 2. 60MPa以及對(duì)比例1的撕裂強(qiáng)度8. 86kN/m、對(duì)比例2的撕裂強(qiáng)度6. 68kN/m、對(duì)比例3的撕 裂強(qiáng)度6. 85kN/m。此外，EPDM/P0E/填料復(fù)合材料由于P0E的加入，在經(jīng)過(guò)熱空氣老化條件 150°C X14d老化后，復(fù)合材料的介電強(qiáng)度均上升，最明顯的是實(shí)施例1，老化前的介電強(qiáng)度 為28. OMV/m，老化后介電強(qiáng)度增大為41. lMV/m，上升幅度為46. 8%。而相應(yīng)的對(duì)比例1的 介電強(qiáng)度在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的老化后反而下降，例如其老化前的介電強(qiáng)度為30. 2MV/m，老化后介 電強(qiáng)度增大為23. 9MV/m，下降幅度達(dá)20. 9%。
權(quán)利要求
一種EPDM復(fù)合材料，其特征在于由以下質(zhì)量份配比的原料制成EPDM80份POE 10～30份無(wú)機(jī)功能填料20～40份硫化活性劑 3.5～8份硫化劑 2～6份抗氧劑 0.5～2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的無(wú)機(jī)功能填料為SmB03粒 子、AT0粒子中的一種或兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的SmB03粒子和AT0粒子是 用硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的SmB03粒子和AT0粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的SmB03粒子和AT0粒子 用硅烷偶聯(lián)劑處理方法為把偶聯(lián)劑加入乙醇中攪拌均勻，再把SmB03粒子或AT0粒子加入 上述溶液中，并攪拌均勻，把表面處理過(guò)的粒子放置在60°C烘箱中干燥4h即可；偶聯(lián)劑為 雙-[3-(三乙氧基硅)丙基]_四硫化物，偶聯(lián)劑的用量為無(wú)機(jī)填料粒子重量的1 2 %，每 lg偶聯(lián)劑使用乙醇50 100ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的硫化活性劑為氧化鋅和硬 脂酸的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的氧化鋅的用量為3 6 份，硬脂酸的用量為0. 5 2份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的硫化劑為過(guò)氧化二異丙 苯、硫磺中的一種或兩種的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPDM復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑為2-巰基苯并咪 唑、2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉中的一種或兩種的混合物。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一所述的EPDM復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下步 驟控制開放式煉塑機(jī)的輥筒溫度為80 110°C，將EPDM和P0E在開放式煉塑機(jī)上共混均 勻；冷卻后加入輥筒溫度為30 50°C的開放式煉膠機(jī)中，再依次加入其它原料及助劑進(jìn)行 混合，混煉3 5min得到均勻的膠料，然后薄通打包3 6次后從開放式煉膠機(jī)中取出，再 在180°C和10. OMPa壓力下通過(guò)平板硫化機(jī)硫化15 20min后并冷卻至室溫得到EPDM復(fù) 合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了提供一種EPDM復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料是以EPDM/POE為基材的交聯(lián)彈性體，并在基材中加入硼酸釤(SmBO3)和銻摻雜氧化錫(ATO)來(lái)改善EPDM/POE復(fù)合材料的力學(xué)性能和電性能。該以EPDM/POE為基材的復(fù)合材料具有低門尼粘度易于加工、硫化膠的介電強(qiáng)度在高溫老化后不下降甚至?xí)黾拥奶匦?，因此可大大提高EPDM的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的EPDM復(fù)合材料，是由以下質(zhì)量份配比的原料制成EPDM 80份、POE 10～30份、無(wú)機(jī)功能填料20～40份、硫化活性劑3.5～8份、硫化劑2～6份、抗氧劑0.5～2份。
文檔編號(hào)C08L23/16GK101864114SQ201010191159
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者張軍, 蘇珺, 陳雙俊, 陶慧 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)