專利名稱：硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及橡膠加工技術領域，具體涉及一種硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法。
背景技術：
硅橡膠和三元乙丙橡膠都具有優(yōu)異的耐熱氧、耐紫外、耐臭氧等抗老化性能，但硅橡膠熔體強度低，薄壁制品擠出困難，硫化膠的力學性能差；三元乙丙橡膠力學性能好，而熔體粘度高，硫化速度慢，混煉工藝性能欠佳。將硅橡膠與三元乙丙橡膠共混并用可發(fā)揮它們各自的長處，克服各自的不足，制得綜合性能優(yōu)于單一膠種的制品。
橡膠共混并用的關鍵不但要使共混物各組分均勻分散，形成良好的分散結構，還要使橡膠各組份能共硫化，產(chǎn)生共交聯(lián)，以提高組分間的界面粘合強度和體系的穩(wěn)定性。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混物的均勻分散可以通過適當?shù)募庸すに噷崿F(xiàn)，添加硅橡膠或三元乙丙橡膠的接枝聚合物、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑、乙烯類共聚物均可能改善硅橡膠與三元乙丙橡膠之間的相容性，從而取得良好的分散結構。然而，盡管硅橡膠和三元乙丙橡膠都可含有不飽和雙鍵，都可以用過氧化物硫化劑硫化，但三元乙丙橡膠的化學活性低，硫化速度慢，正硫化時間一般是硅橡膠的3倍，難以實現(xiàn)兩橡膠組分間的共硫化。取得硅橡膠和三元乙丙橡膠的共硫化是制備高性能硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠所必須解決的主要技術問題。目前實現(xiàn)硅橡膠和三元乙丙橡膠共硫化的技術通常是在硅橡膠和三元乙丙橡膠的共混膠中加入端羥基液體聚丁二烯橡膠(HTPB)，N-N間苯撐雙馬來酰亞胺(HVA-2)和三烯丙基異氰酸酯(TAC)。其中，HTPB可以使共混膠各方面性能都有一定程度的提高，但原料難得，價格偏高。TAC和HVA-2可以提高共混膠的交聯(lián)密度，使定伸強度、撕裂強度和硬度都會有所提升，但會使其拉伸強度有所降低；當在硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠中添加二苯甲烷雙馬來酰亞胺(BMI)，于160 °C以上的溫度硫化時，添加的二苯甲烷雙馬來酰亞胺大幅能提高三元乙丙橡膠組份的硫化速度，抑制硅橡膠組份的硫化速度，使硅橡膠和三元乙丙橡膠二者的硫化速度趨于接近，取得所有橡膠組分的共硫化，得到性能優(yōu)異的硫化硅橡膠/三元異丙橡膠共混并用膠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決以過氧化物硫化劑硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠時，硅橡膠組份硫化速度快，三元乙丙橡膠組份硫化速度慢，二者不能產(chǎn)生共交聯(lián)所帶來的硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠力學性能不佳的問題，提供一種能共硫化的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法，具體技術方案如下。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來酰亞胺和有機過氧化物硫化劑；其中以硅橡膠生膠和三元乙丙橡膠生膠的總質(zhì)量為100份，二苯甲烷雙馬來酰亞胺的質(zhì)量份數(shù)為O. 1-5. O份，有機過氧化物硫化劑的質(zhì)量份數(shù)為 O. 5-5. O 份。進一步優(yōu)化的，所述有機過氧化物硫化劑為過氧化二異丙苯，2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基過氧)己烷和過氧化雙(2，4-二氯苯甲酰)中的一種以上。進一步優(yōu)化的，硅橡膠生膠與三元乙丙橡膠生膠的質(zhì)量比為2:81:2。進一步優(yōu)化的，所述硅橡膠生膠中乙烯基含量的摩爾百分數(shù)為O. 05 O. 5 %(mol/mol);所述三元乙丙橡膠生膠中不飽和單體為雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀，不飽和體的質(zhì)量百分數(shù)為4· (Γ12. O % (wt/wt)。進一步優(yōu)化的，還含有偶聯(lián)劑、填充補強劑、增塑劑、硫化活性劑中的一種以上。進一步優(yōu)化的，所述偶聯(lián)劑為乙烯類硅烷偶聯(lián)劑，質(zhì)量份數(shù)為O. 1-4份；所述填充補強劑為白炭黑，質(zhì)量份數(shù)為20-150份；所述軟化增塑劑為石蠟油，質(zhì)量份數(shù)為2-20份； 所述硫化活性劑為氧化鋅，質(zhì)量份數(shù)為2. 0-5. O份。進一步優(yōu)化的，所述乙烯類硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷或Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。進一步優(yōu)化的，硅橡膠中乙烯基的摩爾百分數(shù)為O. 05 I. 0%。三元乙丙橡膠中不飽和第三單體的質(zhì)量百分數(shù)為4. (Γ12. O %，不飽和第三單體可以是雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀。有機過氧化物硫化劑可以是過氧化二異丙苯，2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基過氧)己烷和過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)當中的一種或其混合物。乙烯類硅烷偶聯(lián)劑可以是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷，Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或其混合物，如Α-172和Α-174或ΚΗ570。上述共混料的加工方法是，共混料的混煉在開煉機或密煉機上進行，混煉膠在160-260°C硫化，得到硅橡膠/三元乙丙橡膠共混膠制品。
采用開煉機混煉時，按質(zhì)量份數(shù)稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠包輥，加入所述硫化活性劑、部分填充補強劑、軟化增塑劑和偶聯(lián)劑，混煉均勻后出片得填充三元乙丙橡膠；將硅橡膠生膠包輥，加入剩下的填充補強劑，混煉均勻后出片得填充硅橡膠；然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、有機過氧化物硫化劑加熱硫化，制得硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260°C。采用密煉機混煉時，按組分比列稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠投入密煉室，再將硅橡膠生膠投入密煉室，混煉后依次投入硫化活性劑、軟化增塑劑、偶聯(lián)劑和填充補強劑，混煉均勻后下料，在開煉機上薄通，包輥后依次加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺和有機過氧化物硫化劑，打三角包和薄通，混煉均勻后出片，混煉膠經(jīng)加熱硫化，生產(chǎn)硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260 °C。進一步優(yōu)化的，上述加工方法中正硫化時間為硫化溫度下(硫化儀)的t9(l +2min。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和技術效果
I.原料易得，工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較低。2.全面改善硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的物理機械性能，同時提高硫化并用膠的拉伸強度，撕裂強度和紹爾硬度。
具體實施例方式以下結合實例對本發(fā)明的實施作進一步說明，但本發(fā)明的實施和保護范圍不限于此。實施實例I :
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來酰亞胺1.0份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，加入所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、過氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化5min。
實施實例2
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來酰亞胺I. 5份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，加入所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、過氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化5min。實施實例3
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份過氧化二異丙苯I. 5份
二苯甲烷雙馬來酰亞胺2. O份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 I. O份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混 煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，補加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、過氧化二異丙苯硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化5min。
實施實例4
硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基過氧)己烷 I. 5份 二苯甲烷雙馬來酰亞胺1.0份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，補加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧)己烷硫化劑，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化7min。 對比實驗I :
對比實驗I的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
過氧化二異丙苯I. 5份
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，補加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后加入過氧化二異丙苯，最后打三角包、薄通、出片。混煉膠片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化7min。對比實驗2
對比實驗2的原料組分及質(zhì)量份數(shù)如下
三元乙丙橡膠生膠EP T625060份
甲基乙烯基硅橡膠FLJ6051/240份
2，5-二甲基-2，5-二 (叔丁基過氧)己烷 I. 5份 Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷 1.0份 沉淀法白炭黑40份
氧化鋅5. 0份
石蠟油6. 0份
制備方法如下將開煉機輥溫控制在60°C，輥距調(diào)到2mm，加入60份三元乙丙橡膠包輥后，依次加入氧化鋅、20份白炭黑、石蠟油和Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，混煉均勻后出片待用。將硅橡膠在開煉機上包輥，補加所剩白炭黑，混煉均勻后出片。然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加小片填充硅橡膠，混煉均勻后加入硫化劑2，5- 二甲基-2，5-二 (叔丁基過氧)己烷，最后打三角包、薄通、出片?；鞜捘z片停放16小時后在平板硫化機上于170°C硫化9min。表I綜合列出了實例I到實例5中樣品的力學性能；同時也給出了對比實驗I和對比實驗2中對比樣品的力學性能。本發(fā)明全面改善硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的物理機械性能，同時提高硫化并用膠的拉伸強度，撕裂強度和紹爾硬度。表I硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混并用膠的力學性能
權利要求
1.硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來酰亞胺和有機過氧化物硫化劑；其中以硅橡膠生膠和三元乙丙橡膠生膠的總質(zhì)量為100份，二苯甲烷雙馬來酰亞胺的質(zhì)量份數(shù)為O. 1-5. O份，有機過氧化物硫化劑的質(zhì)量份數(shù)為O. 5-5. O份。
2.根據(jù)權利要求I所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述有機過氧化物硫化劑為過氧化二異丙苯、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基過氧)己烷和過氧化雙(2，4- 二氯苯甲酰)中的一種以上。
3.根據(jù)權利要求I所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于硅橡膠生膠與三元乙丙橡膠生膠的質(zhì)量比為2:81:2。
4.根據(jù)權利要求3所述的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述硅橡膠生膠中乙烯基含量的摩爾百分數(shù)為O. 05 O. 5% ;所述三元乙丙橡膠生膠中不飽和單體為雙環(huán)戊二烯或5-乙叉-2-降冰片稀，不飽和體的質(zhì)量百分數(shù)為4. (Γ12. O %。
5.根據(jù)權利要求I所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于還含有偶聯(lián)劑、填充補強劑、增塑劑、硫化活性劑中的一種以上。
6.根據(jù)權利要求5所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述偶聯(lián)劑為乙烯類硅烷偶聯(lián)劑，質(zhì)量份數(shù)為O. 1-4份；所述填充補強劑為白炭黑，質(zhì)量份數(shù)為20-150份；所述軟化增塑劑為石蠟油，質(zhì)量份數(shù)為2-20份；所述硫化活性劑為氧化鋅，質(zhì)量份數(shù)為2. 0-5. O份。
7.根據(jù)權利要求6所硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，其特征在于所述乙烯類硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷或Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
8.權利要求I 7任一項所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的加工方法，其特征在于共混料的混煉在開煉機或密煉機上進行，混煉膠在160-260°C硫化，得到硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料制品。
9.根據(jù)權利要求8所述的加工方法，其特征在于采用開煉機混煉，按質(zhì)量份數(shù)稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠包輥，加入所述硫化活性齊U、部分填充補強劑、軟化增塑劑和偶聯(lián)劑，混煉均勻后出片得填充三元乙丙橡膠；將硅橡膠生膠包輥，加入剩下的填充補強劑，混煉均勻后出片得填充硅橡膠；然后將填充三元乙丙橡膠再次包輥，逐步添加填充硅橡膠，混煉均勻后分別加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺、有機過氧化物硫化劑加熱硫化，制得硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260。。。
10.根據(jù)權利要求8所述的加工方法，其特征在于采用密煉機混煉， 按組分比列稱取所述硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料的原料，先將三元異丙橡膠生膠投入密煉室，再將硅橡膠生膠投入密煉室，混煉后依次投入硫化活性劑、軟化增塑劑、偶聯(lián)劑和填充補強劑，混煉均勻后下料，在開煉機上薄通，包輥后依次加入二苯甲烷雙馬來酰亞胺和有機過氧化物硫化劑，打三角包和薄通，混煉均勻后出片，混煉膠經(jīng)加熱硫化，生產(chǎn)硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料膠制品；硫化溫度在160-260 °C。
全文摘要
本發(fā)明公開了硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料及其加工方法。硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料含有硅橡膠生膠、三元乙丙橡膠生膠、二苯甲烷雙馬來酰亞胺和有機過氧化物硫化劑。本發(fā)明在過氧化物硫化的硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料中，用二苯甲烷雙馬來酰亞胺提高三元乙丙橡膠組分的硫化速度，使三元乙丙橡膠組分和硅橡膠組分的硫化速度趨于接近，達到所有橡膠組分共硫化的目的。本發(fā)明采用開放式雙輥煉膠機和密閉式煉膠機混煉加工硅橡膠/三元乙丙橡膠共混料，含二苯甲烷雙馬來酰亞胺的混煉膠經(jīng)加熱硫化后，能獲得性能優(yōu)良的硫化硅橡膠/三元乙丙橡膠共混膠。
文檔編號B29C35/02GK102775686SQ20121023319
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者劉安華, 李建雄, 李 遠, 游長江 申請人:華南理工大學