高耐候性三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.三元乙丙烯橡胶是由乙烯、丙烯和非共轭二烯三种单体在催化剂的存在下共聚而得，作为三单体的非共轭二烯主要有亚乙基降冰片烯、双环戊二烯和1,4-己二烯等。三元橡胶具有优异的耐候性、耐臭氧性能、耐老化性、耐药品性和耐热性，具有良好的化学稳定性和电绝缘性，相对密度低，填充量大，对各种橡胶加工方法具有很好的适应性。为了改善三元乙丙橡胶的使用性能，提高三元乙丙橡胶的弹性和机械性能，需要将三元乙丙橡胶进行硫化，硫化后的三元乙丙橡胶密封性能下降，吸震能力差，回弹快，无法满足器件的密封性能，力学性能有待提高。
3.丁基橡胶由异丁烯和异戊二烯共聚得到，具有良好的气密性、耐候性、减震性和耐化学腐蚀性。但丁基橡胶的热氧老化性能差，高温环境硬度下降，丁基橡胶软化，性能大幅下降，由其制成的密封器件，在使用过程中的反复拉伸胶体易变性，密封性能下降。将丁基橡胶和三元乙丙橡胶混用存在相容性差，复合材料机械强度低、耐热性能差的问题。因此，需要一种具有良好密封性能、力学性能和耐热性能的三元乙丙橡胶复合材料。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，该复合材料具有良好的力学性能、耐热性能和密封性能。
5.本发明的技术方案如下：一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶60-80份、三元乙丙橡胶5-30份、软化剂1-30份、无机填料10-100份、补强剂1-30份、硬脂酸10-15份、硫化剂0.1-10份。
6.进一步的，所述软化剂为石蜡油。石蜡油饱和烃含量高、硫氮含量低，具有高闪点、高粘度的特性，可提高复合材料的抗氧化降解性能和耐热性能，提高了材料的可塑性，降低了材料粘度和混炼温度，提高了材料的韧性、伸长率和抗冲击性能。
7.进一步的，所述补强剂为陶土和氧化锌。补强剂可以提高复合材料的抗冲击强度、弯曲模量、热伸长率、热撕裂强度、耐老化性能和抗刮耐磨性。
8.进一步的，所述无机填料包括炭黑、硅灰石粉、滑石粉、膨润土、云母粉中的至少一种。无机填料可提高复合材料的机械强度、抗刮粘膜性和耐热性能，不同结构、不同粒径的无机填料分散于胶材中，可形成紧密排列的层叠结构，介质难以渗透，提高了复合材料的密封性能和阻渗性能。
9.进一步的，所述硫化剂为二叔丁基过氧化物和过氧化二异丙苯。硫化剂交联效果好，可提高复合材料的力学性能。
10.进一步的，还包括以下组分中的至少一种：促进剂3-6份、防老剂1-5份、偶联剂1-5份。
11.进一步的，所述促进剂包括二硫化四丁基秋兰姆、 n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、环氧硬脂酸丁酯中的至少一种；所述防老剂包括微晶蜡、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、对苯二胺类抗氧剂中的至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸偶联剂中的至少一种。
12.一种所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：s1.将丁基橡胶和三元乙丙橡胶投入开炼机，在75-85℃下混炼3-6h，得混炼胶；s2.将无机填料和补强剂加入所述混炼胶中，混炼1-3h；s3.加入除硫化剂和促进剂外的余下组分，混炼1-10min；s4.加入硫化剂和促进剂，薄通5-6次，挤出机塑化造粒即可，挤出温度为150-180℃。
13.一种所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料在制备轮胎内胎或轮胎气密层中的应用。
14.本发明具有如下有益效果：丁基橡胶具有良好的耐热性、耐臭氧性、耐紫外性、加工性、气密性和耐老化性；三元橡胶具有良好的耐候性、耐热性和耐化学品性；二者混用作为复合材料的基体树脂，赋予了材料良好的力学性能、密封性能和耐候性能，提高了产品抗撕裂性、扯断伸长率和抗张强度。硬脂酸具有润滑、软化和增塑作用，可提高三元乙丙橡胶与丁基橡胶的相容性，提高了无机填料和补强剂在复合材料中分散性和稳定性，同时可作为硫化促进助剂，加速橡胶硬化和提高交联致密度，从而提高了复合材料的耐热性能和机械性能，使复合材料具有良好的良好的韧性、拉伸强度和撕裂强度。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
16.实施例1一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶80份、三元乙丙橡胶30份、石蜡油30份、炭黑100份、陶土10份、氧化锌20份、硬脂酸15份、二叔丁基过氧化物2.5、过氧化二异丙苯5份。
17.实施例2一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶70份、三元乙丙橡胶25份、石蜡油15份、硅灰石粉10份、滑石粉10份、膨润土15份、云母粉15份、陶土20份、氧化锌10份、硬脂酸15份、二叔丁基过氧化物2.5份、过氧化二异丙苯3份。
18.实施例3一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶80份、三元乙丙橡胶30份、石蜡油30份、炭黑100份、陶土10份、氧化锌20份、硬脂酸15份、二叔丁基过氧化物2.5、过氧化二异丙苯5份、环氧硬脂酸丁酯3份、微晶蜡1份、硅烷偶联剂5份。
19.对比例1一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶110份、石蜡油30份、炭黑100份、陶土10份、氧化锌20份、硬脂酸15份、二叔丁基过氧化物2.5、过氧化二异丙苯5份。
20.对比例2一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，包括以下按质量份数计算的组分：三元乙丙橡胶110份、石蜡油30份、炭黑100份、陶土10份、氧化锌20份、硬脂酸15份、二叔丁基过氧化物2.5、过氧化二异丙苯5份。
21.一种所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：s1.将丁基橡胶和三元乙丙橡胶投入开炼机，在85℃下混炼3h，得混炼胶；s2.将无机填料和补强剂加入所述混炼胶中，混炼3h；s3.加入除硫化剂和促进剂外的余下组分，混炼10min；s4.加入硫化剂和促进剂，薄通5-6次，挤出机塑化造粒即可，挤出温度为180℃。
22.测试本发明高耐候性三元乙丙橡胶复合材料3个实施例和2个对比例的各项性能，测试结果见下表：可见，本发明具有良好的耐热性能、耐臭氧性、扯断伸长率进和抗张强度。
23.本发明高耐候性三元乙丙橡胶复合材料具有良好的力学性能、耐热性能和密封性能。


技术特征：
1.一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶60-80份、三元乙丙橡胶5-30份、软化剂1-30份、无机填料10-100份、补强剂1-30份、硬脂酸10-15份、硫化剂0.1-10份。2.根据权利要求1所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述软化剂为石蜡油。3.根据权利要求1所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述补强剂为陶土和氧化锌。4.根据权利要求1所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述无机填料包括炭黑、硅灰石粉、滑石粉、膨润土、云母粉中的至少一种。5.根据权利要求1所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述硫化剂为二叔丁基过氧化物和过氧化二异丙苯。6.根据权利要求1所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，还包括以下组分中的至少一种：促进剂3-6份、防老剂1-5份、偶联剂1-5份。7.根据权利要求6所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂包括二硫化四丁基秋兰姆、n-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、环氧硬脂酸丁酯中的至少一种；所述防老剂包括微晶蜡、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、对苯二胺类抗氧剂中的至少一种；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸偶联剂中的至少一种。8.一种权利要求6或7所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将丁基橡胶和三元乙丙橡胶投入开炼机，在75-85℃下混炼3-6h，得混炼胶；s2.将无机填料和补强剂加入所述混炼胶中，混炼1-3h；s3.加入除硫化剂和促进剂外的余下组分，混炼1-10min；s4.加入硫化剂和促进剂，薄通5-6次，挤出机塑化造粒即可，挤出温度为150-180℃。9.一种权利要求1-7任一项所述的高耐候性三元乙丙橡胶复合材料在制备轮胎内胎或轮胎气密层中的应用。

技术总结
本发明属于橡胶技术领域。一种高耐候性三元乙丙橡胶复合材料，1.包括以下按质量份数计算的组分：丁基橡胶60-80份、三元乙丙橡胶5-30份、软化剂1-30份、无机填料10-100份、补强剂1-30份、硬脂酸10-15份、硫化剂0.1-10份。本发明复合材料具有良好的力学性能、耐热性能和密封性能。性能。


技术研发人员：赵晶 梁卫兵
受保护的技术使用者：佳润科技（惠州）有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/1/11