專利名稱：一種綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫175°C -180°c，低壓縮變形，良好耐油性，優(yōu)秀耐臭氧老化 、耐候性，耐酸堿的EPDM橡膠組合物及其制備方法，用于制作低成本綜合性能要求較高在 高溫條件下使用的橡膠制品，屬于橡膠技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
乙丙橡膠有優(yōu)秀的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩(wěn)定性、電性能、 充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在120°C下可長期使用，在150-180°C下可短暫或間歇 使用。氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)它是聚乙烯經(jīng)氯化和磺化處理后，所得到具有彈性的聚合 物。耐臭氧老化性優(yōu)良，耐油、阻燃、耐熱、耐溶劑性及耐大多數(shù)化學藥品和耐酸堿性能較 好。電絕緣性尚可，耐磨性與丁苯橡膠相似。使用溫度范圍約一 30°C + 150°C。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能長期在175°C到180°C的高溫條件下使用、低壓縮變 形，耐油，耐臭氧老化，耐酸堿的EPDM橡膠組合物及其制備方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的提供了 一種綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合 物，其特征在于，由三元乙丙橡膠(EPDM) 75-90質(zhì)量份、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM) 10-25質(zhì) 量份、酮胺反應生成物防老劑1. 5-3質(zhì)量份、對苯二胺類防老劑1-3質(zhì)量份、物理防老劑 1. 5-2. 5質(zhì)量份、硬脂酸0. 5-1. 0質(zhì)量份、活性劑5-8質(zhì)量份、補強劑30-50質(zhì)量份、增塑劑 3-8質(zhì)量份、硫化劑1. 5-3質(zhì)量份以及促進劑2-4質(zhì)量份制成。本發(fā)明采用EPDM橡膠和CSM橡膠的并用來改善橡膠的綜合性能，通過測試，此并 用膠在180°C的熱空氣老化7天后硬度變化值為+5，拉伸強度變化率為+8%，扯斷伸長 率變化值為_40%，同時有效改善了 EPDM耐油性不好的缺點，而且保證了優(yōu)秀的耐臭氧，耐 酸堿性，是用在復雜環(huán)境條件下優(yōu)秀的耐高溫橡膠材料。進一步地，所述的酮胺反應生成物防老劑優(yōu)選為6-乙氧基-2，2，4-三甲 基-1，2- 二氫化喹啉、丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物、N-苯基- β -萘胺或它們的組合物。所 述的對苯二胺類防老劑優(yōu)選為N-苯基-N’ -環(huán)己基對苯二胺(防老劑4010)、Ν- (1,3 一二 甲基丁基)-N'-苯基對苯二胺(防老劑4020)或它們的組合物。幾種防老劑并用可以有效 的提高該并用膠的耐臭氧老化性能，耐熱性能。N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺與6-乙氧 基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉的共用的協(xié)同效應使對熱，臭氧老化的防護能力有了 一定的提高。N-苯基-β-萘胺與N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺的并用協(xié)同效果對熱、氧、 疲勞及抗臭氧性能都有明顯改善。通過防老劑的協(xié)同作用，使用多種協(xié)同作用的防老劑以 達到最好的防護效果。進一步地，所述硫化劑優(yōu)選為過氧化二異丙苯。所述的過氧化二異丙苯與三元乙 丙橡膠的重量比優(yōu)選為3 :100。本發(fā)明經(jīng)過多次實驗驗證發(fā)現(xiàn)隨著過氧化二異丙苯用量的 增大對該配方的抗壓變效果特別好，耐溫性能也有所提高，用量達到最佳值時上述性能不再提高，在硬度65度時材料的高溫壓縮變形值為12. 5。進一步地，所述的補強劑優(yōu)選為碳黑和甲基丙烯酸鎂的組合物。甲基丙烯酸鎂作 為補強劑加入提高了本硫化膠的交聯(lián)密度，耐熱性，降低了硫化膠壓縮變形。進一步地，所述的物理防老劑優(yōu)選為微晶蠟1900。所述的活性劑優(yōu)選為活性氧化 鋅。所述的增塑劑優(yōu)選為石蠟油300#。所述的促進劑優(yōu)選為N，N’_間苯撐雙馬來酰亞胺。上述綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物的制備方法可采用密煉機混煉或開煉 機混煉，所述密煉機混煉如下
按比例將三元乙丙橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠投入密煉室，密煉室溫度控制在80°c 120°C，60s后，按比例添加活性劑、硬脂酸、酮胺反應生成物防老劑、對苯二胺類防老劑和物 理防老劑，120-150S后，按比例加入補強劑和增塑劑，240-360S后排膠，冷卻后停放12小時 以上，按比例加入硫化劑和促進劑，150-200S后薄通下片或出條。
所述開煉機混煉方法如下
將三元乙丙橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠分別壓軟(輥溫60°C以上)后按比例混合，60s 后按比例添加活性劑、硬脂酸、酮胺反應生成物防老劑、對苯二胺類防老劑和物理防老劑， 180-240S后按比例加入增塑劑和1/2總量的補強劑，180-240S后按比例加入剩下的1/2總 量的補強劑，混煉吃粉均勻后，出片，停放12小時以上，按比例加入硫化劑和促進劑，料粉 完全混入橡膠后，打三角包，打卷，下片。本發(fā)明制造方法簡單明了，不需要加入特別昂貴的材料，也不需要特殊的加工工 藝。整個生產(chǎn)過程操作方便，所用原材料易于采購，制作出的材料既提高的EPDM的高溫使 用溫度，又使此膠料有良好的耐油性能，還不損失EPDM的其他性能。通過對EPDM的耐高溫性能的精良優(yōu)化，再配合CSM的性能優(yōu)勢，制備了一種耐高 溫且綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠彈性體組合材料。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例具體說明本發(fā)明。實施例1-6中所用的EPDM是荷蘭DSM公司的 740型號產(chǎn)品；所用CSM為陶氏的6525 ；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉由黃 巖浙東橡膠助劑化工生產(chǎn)；所用丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物由上海橡膠助劑廠生產(chǎn)；所用 N-苯基-β-萘胺由南京化工廠生產(chǎn)；所用微晶蠟1900由蘇州百瑞美化工有限公司生產(chǎn)； 所用活性氧化鋅由廣東臺翔化工有限公司生產(chǎn)；所用碳黑由上?？ú┨靥己趶S生產(chǎn)，型號 為Ν-550 ；所用甲基丙烯酸鎂為南京友好助劑化工有限公司生產(chǎn)；所用石蠟油300#由上海 溶劑廠或上海錦輝潤滑油廠生產(chǎn)；所用過氧化二異丙苯由上海高橋化工廠生產(chǎn)；所用N， N’ -間苯撐雙馬來酰亞胺硫化助劑由上海懋通實業(yè)有限公司生產(chǎn)。實施例1
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 75份； CSM 25份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉0. 5份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn) 物0. 5份；N-苯基-β -萘胺0. 5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺0. 5份；N- (1，3 —二 甲基丁基)-N'-苯基對苯二胺0. 5份；微晶蠟1900 1. 5份；碳黑20份；甲基丙烯酸鎂10 份；活性氧化鋅5份；硬脂酸0. 5份；石蠟油300# 3份；過氧化二異丙苯1. 5份；N，N’ -間 苯撐雙馬來酰亞胺2份。
4
上述組合物的制備采用密煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠投入密煉室(密煉室溫度控制在80°C )，60s后 添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，120s后加入上述質(zhì)量份的補強劑和增塑 劑，240s后排膠，冷卻后停放12小時加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進劑，150s后薄通下片 或出條。實施例2
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 85份； CSM 15份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉1份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物 0. 5份；N-苯基-β -萘胺1. 5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺0. 5份；N- (1，3 —二甲 基丁基)-Ν’ -苯基對苯二胺2. 5份；微晶蠟1900 2份；碳黑35份；甲基丙烯酸鎂10份；活 性氧化鋅6份；硬脂酸0. 6份；石蠟油300# 5份；過氧化二異丙苯2份；N，N’ -間苯撐雙馬 來酰亞胺3份。上述組合物的制備采用密煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠投入密煉室(密煉室溫度控制在120°C )，60s后 添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，150s后加入上述質(zhì)量份的補強劑和增塑 劑，360s后排膠，冷卻后停放14小時加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進劑，200s后薄通下片 或出條。實施例3
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 90份； CSM 10份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉1份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物 0. 5份；N-苯基-β -萘胺1. 5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺0. 5份；N- (1，3 —二甲 基丁基)-Ν’ -苯基對苯二胺2. 5份；微晶蠟1900 2份；碳黑35份；甲基丙烯酸鎂10份；活 性氧化鋅6份；硬脂酸0. 6份；石蠟油300# 5份；過氧化二異丙苯2份；N，N’ -間苯撐雙馬 來酰亞胺3份。上述組合物的制備采用密煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠投入密煉室(密煉室溫度控制在100°C )，60s后 添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，130s后加入上述質(zhì)量份的補強劑和增塑 劑，300s后排膠，冷卻后停放15小時加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進劑，175s后薄通下片 或出條。實施例4
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 75份； CSM 25份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉1份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物 0. 5份；N-苯基-β -萘胺1. 5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺0. 5份；N- (1，3 —二甲 基丁基)-Ν’ -苯基對苯二胺2. 5份；微晶蠟1900 3份；碳黑35份；甲基丙烯酸鎂10份；活 性氧化鋅6份；硬脂酸0. 6份；石蠟油300# 5份；過氧化二異丙苯2份；N，N’ -間苯撐雙馬 來酰亞胺3份。上述組合物的制備采用密煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠投入密煉室(密煉室溫度控制在100°C )，60s后 添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，130s后加入上述質(zhì)量份的補強劑和增塑劑，300s后排膠，冷卻后停放16小時加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進17 后薄通，下片或 出條。實施例5
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 85份； CSM 15份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉1份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物 1.5份；N-苯基-β-萘胺0.5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺2. 5份；N- (1，3—二甲 基丁基)-Ν’ -苯基對苯二胺0. 5份；微晶蠟1900 3份；碳黑30份；甲基丙烯酸鎂15份；活 性氧化鋅6份；硬脂酸0. 6份；石蠟油300# 5份；過氧化二異丙苯2份；Ν，Ν’_間苯撐雙馬 來酰亞胺3份。上述組合物的制備采用開煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠壓軟后加入上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡 膠，(輥溫60°C以上)，60s后添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，180s后加入上 述質(zhì)量份的一半的補強劑和增塑劑，180s后加入剩下的上述質(zhì)量份的一半補強劑，混煉吃 粉均勻后打三角包三個，打卷兩個后出片停放12小時。后加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進 劑，料粉完全混入橡膠后打三角包三個，打卷兩個下片停放12小時后即可用與硫化。實施例6
一種綜合性能優(yōu)秀的EPDM橡膠組合物，由如下以質(zhì)量份計的原料制成EPDM 90份； CSM 10份；6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉1份；丙酮和二苯胺高溫反應產(chǎn)物 1.5份；N-苯基-β-萘胺0.5份；N-苯基-N'-環(huán)己基對苯二胺2. 5份；N- (1，3—二甲 基丁基)-Ν’ -苯基對苯二胺0. 5份；微晶蠟1900 2份；碳黑35份；甲基丙烯酸鎂15份；活 性氧化鋅6份；硬脂酸0. 6份；石蠟油300# 5份；過氧化二異丙苯3份；Ν，Ν’_間苯撐雙馬 來酰亞胺4份。上述組合物的制備采用開煉機混煉，其步驟如下
將上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡膠壓軟后加入上述質(zhì)量份的EPDM橡膠和CSM橡 膠，(輥溫60°C以上)，60s后添加上述質(zhì)量份的活性劑、硬脂酸和三種防老劑，MOs后加入上 述質(zhì)量份的一半的補強劑和增塑劑，240s后加入剩下的上述質(zhì)量份的一半補強劑，混煉吃 粉均勻后打三角包三個，打卷兩個后出片停放M小時。后加入上述質(zhì)量份的硫化劑和促進 劑，料粉完全混入橡膠后打三角包三個，打卷兩個下片停放12小時后即可用與硫化。
將實施例1-6中所得的橡膠進行老化實驗在180°C X7天條件下硬度變化率為+5， 拉伸強度變化率為8%，扯斷伸長率變化40%。100°C X70h壓縮永久變形11% ；耐臭氧 (40 士 1)°CX (50 士 5)PPhmX20%拉伸X 500h無龜裂。因此，本發(fā)明可以使該并用膠在 180°C條件下長期使用，100°C條件下在3#油中浸泡48小時測試結(jié)果為硬度變化為-8. 9， 拉伸強度變化率為30%，扯斷伸長率變化率為45%。備注橡膠熱老化實驗和壓縮永久變形以及耐臭氧實驗參照ASTM D2000中 A14、B14、C12標準。耐油實驗按照ASTM D 471標準執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，由三元乙丙橡膠75-90質(zhì) 量份、氯磺化聚乙烯橡膠10-25質(zhì)量份、酮胺反應生成物防老劑1. 5-3質(zhì)量份、對苯二胺類 防老劑1-3質(zhì)量份、物理防老劑1. 5-2. 5質(zhì)量份、硬脂酸0. 5-1. 0質(zhì)量份、活性劑5_8質(zhì)量 份、補強劑30-50質(zhì)量份、增塑劑3-8質(zhì)量份、硫化劑1. 5-3質(zhì)量份以及促進劑2_4質(zhì)量份 制成。
2.如權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述的酮 胺反應生成物防老劑為6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉、丙酮和二苯胺高溫反 應產(chǎn)物、N-苯基-β -萘胺或它們的組合物；所述的對苯二胺類防老劑為N-苯基-N’-環(huán)己 基對苯二胺、N- (1,3 一二甲基丁基)-N’-苯基對苯二胺或它們的組合物。
3.如權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述硫化 劑為過氧化二異丙苯。
4.如權(quán)利要求3所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述的過 氧化二異丙苯與三元乙丙橡膠的重量比為3 :100。
5.如權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述的補 強劑為碳黑和甲基丙烯酸鎂的組合物。
6.如權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述的物 理防老劑為微晶蠟1900。
7.如權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，所述的活 性劑為活性氧化鋅，所述的增塑劑為石蠟油300#，所述的促進劑為N，N’ -間苯撐雙馬來酰 亞胺。
8.權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物的制備方法，其特征在于， 采用密煉機混煉，具體步驟為按比例將三元乙丙橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠投入密煉室，密 煉室溫度控制在80°C 120°C，60s后，按比例添加活性劑、硬脂酸、酮胺反應生成物防老 劑、對苯二胺類防老劑和物理防老劑，120-150S后，按比例加入補強劑和增塑劑，240-360S 后排膠，冷卻后停放12小時以上，按比例加入硫化劑和促進劑，150-200S后薄通下片或出^^ ο
9.權(quán)利要求1所述的綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物的制備方法，其特征在于， 采用開煉機混煉，具體步驟為將三元乙丙橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠分別壓軟后按比例混 合，60s后按比例添加活性劑、硬脂酸、酮胺反應生成物防老劑、對苯二胺類防老劑和物理防 老劑，180-240S后按比例加入增塑劑和1/2總量的補強劑，180-240S后按比例加入剩下的 1/2總量的補強劑，混煉吃粉均勻后，出片，停放12小時以上，按比例加入硫化劑和促進劑， 料粉完全混入橡膠后，打三角包，打卷，下片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種綜合性能優(yōu)秀的三元乙丙橡膠組合物及其制備方法。所述的三元乙丙橡膠組合物，其特征在于，由三元乙丙橡膠75-90質(zhì)量份、氯磺化聚乙烯橡膠10-25質(zhì)量份、酮胺反應生成物防老劑1.5-3質(zhì)量份、對苯二胺類防老劑1-3質(zhì)量份、物理防老劑1.5-2.5質(zhì)量份、硬脂酸0.5-1.0質(zhì)量份、活性劑5-8質(zhì)量份、補強劑30-50質(zhì)量份、增塑劑3-8質(zhì)量份、硫化劑1.5-3質(zhì)量份以及促進劑2-4質(zhì)量份制成。本發(fā)明還提供了上述橡膠組合物的制備方法，該方法為密煉機混煉或開煉機混煉。本發(fā)明產(chǎn)品耐溫性好、綜合性能優(yōu)秀。
文檔編號C08K5/18GK102093644SQ201010618899
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者林然 申請人:上海眾力汽車部件有限公司