[发明专利]一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶复合硫化体系及其制备方法

说明书

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶复合硫化体系及其制备方法。本发明一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶及其制备方法。本发明围绕硅橡胶和三元乙丙橡胶共混的难点进行研究，选用门尼粘度较低的EPDM生胶，采用分段混炼以及高温混炼的方式，减少两种橡胶的粘度差；采用接枝反应制备相容剂EVA‑g‑A171对共混胶进行增容，将硫化助剂HVA‑2和TAIC、硫载体TMTD以及硫化剂DCP作为复合硫化体系，对MVQ/EPDM共混胶进行复合硫化，确定最佳复合硫化体系组合。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶复合硫化体系及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，现代工业对材料性能要求越来越高，橡胶制品业不例外。事实上，无论哪种橡胶都不可能拥有完美的性能，而对于橡胶制品的使用者来说，对产品的性能却会提出许许多多的要求，因此，橡胶共混成为橡胶技术发展的趋势。

三元乙丙橡胶(EPDM)作为世界第三大合成橡胶受到人们的密切关注，其饱和主链结构赋予了EPDM优异的弹性、电绝缘性、耐高低温性、耐化学介质性以及耐水蒸气和耐热水性能。但是EPDM硫化速度慢，自粘及互粘性能差，加工困难，限制了其应用。而硅橡胶作为高速发展中的一种绿色橡胶同样受到广泛重视，其主链为键能较高的Si-O链结构，因而具有优良的电绝缘性、生理惰性以及比EPDM更好的耐候性和耐高低温性能。然而由于硅橡胶分子间作用力较小，在常温下的机械性能比较低，在耐酸碱性、耐水蒸气和耐热水性不如EPDM，且成本较EPDM更高。因此，寻找一种合适的加工工艺，将EPDM和硅橡胶进行共混，综合二者的性能优点，互补各自加工缺陷，从而制备出较EPDM硫化更快，使用温度更宽，较硅橡胶成本更低，强度更高，耐化学介质、耐水蒸气和耐热水性能更好的共混胶具有十分重要的意义。

三元乙丙橡胶和硅橡胶由于自身结构性质差异，其共混物相容性较差，属于不相容体系，简单共混形成的胶料达不到理论上想要的性能效果，因此，提高二者相容性是共混的关键因素，常用的方法就是加入合适的相容剂。相容剂通过引入可以与两相同时产生化学作用或者与其中一相发生化学作用，与另一相产生物理作用的第三组分，增强两相之间的相互作用，从而提高二者相容性。常用的相容剂有硅烷偶联剂，接枝聚合物和乙烯共聚物等。

共混橡胶的不相容性主要可以体现在三个方面，一是粘度差引起的不相容性，可通过改变原料选择和共混工艺进行调节。二是热力学不相容性，可通过添加相容剂改善相容性。三是硫化速率差异导致的硫化不相容性，主要通过改进硫化体系和工艺进行调节。

三元乙丙橡胶由于第三单体交联活性点少，相对于硅橡胶有个较慢的硫化速度，二者硫化速率差异明显，因此，改善共混胶共硫化性，是研究的关键因素。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供了一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶及其制备方法。本发明围绕硅橡胶和三元乙丙橡胶共混的难点进行研究，选用门尼粘度较低的EPDM生胶，采用分段混炼以及高温混炼的方式，减少两种橡胶的粘度差；采用接枝反应制备相容剂EVA-g-A171对共混胶进行增容，将硫化助剂HVA-2和TAIC、硫载体TMTD以及硫化剂DCP作为复合硫化体系，对MVQ/EPDM共混胶进行复合硫化，确定最佳复合硫化体系组合。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供了一种硅橡胶与三元乙丙橡胶共混胶复合硫化体系，其原料按照重量计，包括以下组分：

三元乙丙橡胶50-70份；

硅橡胶35-45份；

气相法白炭黑20-60份；

羟基硅油2.8-3.4份：

防老剂1.5-2份；

氧化锌2-5份；

硬脂酸0.5-0.8份；