本发明属于epdm缓冲块材料,具体涉及一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料及其制备方法。
背景技术:
1、与天然橡胶(nr)、丁苯橡胶(sbr)和氯丁橡胶(cr)等相比,三元乙丙橡胶(epdm)具有优异的弹性和极为优异的耐候性、耐臭氧性和耐紫外线老化性,因而被广泛用作汽车、地铁和高速列车等车辆的门窗密封条或刹车缓冲块使用,但是这些橡胶制品需要在低温的环境温度下工作,低温状态由于分子链松弛过程急剧减慢,硫化橡胶的硬度、模量和分子内摩擦增大,弹性显著降低,致使橡胶制品的功能能力下降,特别是动态条件下尤为突出。
2、对此,授权公告号为cn114672101b公告的一种耐低温压缩永久变形三元乙丙橡胶材料及其制备方法,该橡胶材料包括以下重量份的原料:三元乙丙橡胶80-90份、硅胶10-20份、炭黑45-55份、防老剂1-2份、氧化锌3-8份、硬脂酸0.5-1.5份、增塑剂15-30份、含氢硅油1-2份、硫化剂3 4份、助交联剂1-2份、偶联剂3-4份、润滑剂0.4-0.6份,采用硅橡胶与三元乙丙橡胶复配,改善三元乙丙橡胶的耐低温压缩永久变形性能,但是tr10最低为-47.4℃,还具有较大的提升空间,难以适用于更加严寒地区。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料及其制备方法,旨在解决现有三元乙丙橡胶(epdm)制品低温压缩永久变形量高的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,包括以下重量份原料:
4、三元乙丙橡胶40-60份、ebt橡胶40-60份、氧化锌5-10份、防老剂2-6份、内脱模剂935p 1-3份、增塑剂 10-20份、填料50-60份、助交联剂3-5份、过氧化二异丙苯11-13份。
5、进一步地,所述三元乙丙橡胶的门尼黏度为80,乙烯含量为55-70%,优先为keltan8550或keltan 8570。
6、进一步地,所述ebt橡胶为乙丁橡胶,优先为日本mitsui化学公司产品的k9330m。
7、进一步地,所述防老剂由2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺按照质量比1-3:1-3组成。
8、进一步地,所述增塑剂由聚乙二醇4000、石蜡油kp6030和邻苯二甲酸二辛酯按照质量比1-2:1:1组成。
9、进一步地,所述填料由改性钨酸锆和sp5000炭黑按照质量比1-2:3-4组成。
10、进一步地,所述助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
11、进一步地,所述改性钨酸锆为硅烷偶联剂kh-570改性钨酸锆。
12、进一步地,所述改性钨酸锆制备过程如下:
13、将钨酸锆粉末和乙醇溶液超声混合10min,之后加入偶联剂kh-570,室温搅拌反应2-4h,之后在110℃下干燥至恒重即可,钨酸锆粉末、乙醇溶液和偶联剂kh-570的用量比为10g:100-200ml:0.2-0.5g。
14、进一步地,所述乙醇溶液质量分数为60-80%。
15、进一步地,所述钨酸锆粉末的平均粒径为0.5-3.0μm。
16、上述低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料的制备方法,包括以下步骤:
17、s1、按配比将三元乙丙橡胶、ebt橡胶、氧化锌、防老剂、内脱模剂935p及增塑剂放入密炼机密炼至85-95℃,然后加入填料密炼至135-145℃,其中在温度达到112-117℃与121-127℃时进行提栓操作,排胶得到混炼胶;
18、s2、将s1中得到的混炼胶停放8-16h后加入过氧化二异丙苯、助交联剂,混炼至115-120℃后排胶得到终炼胶,其中在温度为95-105℃时进行提栓操作;
19、s3、将s2制备的终炼胶成型后送入硫化机进行硫化,一次硫化的硫化温度为170-180℃时,硫化时间为6-9min,硫化结束,即得低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料。
20、本发明的有益效果:
21、1.ebt橡胶是乙烯、丁烯和第三单体5-亚乙基-2-降冰片烯经过茂金属催化合成的聚合物,拥有良好的低温性能和加工性能,本发明将ebt橡胶和epdm橡胶混合使用,解决ebt橡胶单独使用所得混炼胶不易存放和使用问题(ebt混炼后由于门尼过低、流动性好,容易粘连和流出仓储笼),也解决epdm橡胶单独使用低温性能差的问题,使最终获得橡胶制品耐低温性能降至-50℃以下,且具有良好的力学性能和压变性能。
22、2.采用聚乙二醇4000、石蜡油kp6030和邻苯二甲酸二辛酯复配产物作为增塑剂,发挥协同作用,一方面降低橡胶大分子间的作用力,提高其运动活性,从而改善低温回缩性能,另一方面降低胶料黏度,提高可塑性,有利于加工;此外,聚乙二醇4000具有优良的分散性和润湿性,能够改善填料在橡胶中的分散性,有助于保证橡胶制品具有良好的力学性能,邻苯二甲酸二辛酯能够阻碍低温下石蜡油的结块以及epdm橡胶中乙烯端的结晶,提高橡胶制品低温下的回缩性。
23、3.采用改性钨酸锆和sp5000炭黑复配物作为填料,更有利于获得低温下的回缩性好的橡胶制品,原因在于,一是钨酸锆的负热膨胀性能可以一定程度上抵消橡胶因温度降低而发生的收缩,从而保持其尺寸稳定性,二是改性后的钨酸锆表面含有不饱和双键,可以与橡胶材料交联,提高交联密度,交联网络结构致密,不易产生变形;但是需要严格控制改性钨酸锆的用量占比,占比过低则交联密度提升幅度较小,低温回缩性能改善效果不明显,占比过高,交联密度过大会使橡胶制品在低温条件下脆性增加,同样导致橡胶制品耐低温性差。
1.一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,包括以下重量份原料:
2.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述增塑剂由聚乙二醇4000、石蜡油kp6030和邻苯二甲酸二辛酯按照质量比1-2:1:1组成。
3.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述改性钨酸锆为硅烷偶联剂kh-570改性钨酸锆。
4.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述改性钨酸锆制备过程如下:
5.根据权利要求4所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,钨酸锆粉末、乙醇溶液和偶联剂kh-570的用量比为10g:100-200ml:0.2-0.5g。
6.根据权利要求4所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述钨酸锆粉末的平均粒径为0.5-3.0μm。
7.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述三元乙丙橡胶的门尼黏度为80,乙烯含量为55-70%。
8.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述ebt橡胶为乙丁橡胶。
9.根据权利要求1所述的一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,其特征在于,所述防老剂由2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺按照质量比1-3:1-3组成。
10.一种低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料的制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1-9任一项所述低压变低温性能优异的epdm缓冲块材料,包括以下步骤: