一種高強度三元乙丙橡膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度三元乙丙橡膠及其制備方法，由如下重量份的原料制備而成：三元乙丙橡膠，80～100份；丙烯酸正丁酯，4～6份；六偏磷酸鈉，1～3份；過硫酸銨，1～2份；巰基丙酸，0.6～0.8份；三乙醇胺，0.4～0.6份；引發(fā)劑，1～3份；防老化劑，2～4份；阻燃劑，1～2份；二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.4～0.6份；所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3～5:1。本發(fā)明提供的三元乙丙橡膠強度高，這可能與原料中二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比有關(guān)，二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3～5:1時強度最高。
【專利說明】
一種高強度三元乙丙橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于涉及電纜材料，具體涉及一種高強度三元乙丙橡膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙丙橡膠是橡膠制品工業(yè)中一項極為重要的原材料，其生產(chǎn)方法主要有溶液聚 合、懸浮聚合和氣相聚合三種。近年來，世界合成橡膠生產(chǎn)能力增長變緩，乙丙橡膠生產(chǎn)量 和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長4%左右。目前全球乙丙橡膠的總生 產(chǎn)能力約為150萬噸，2004年總消費量約為90萬噸，2006年總消費量約為100萬噸，2008年約 為115萬噸。2006年我國需求總量約10.5萬噸，而產(chǎn)量僅為2萬噸。2008年消耗量約比2006年 增加9%，而國內(nèi)產(chǎn)量并未大幅增長，由此看出乙丙橡膠進(jìn)口量很大，用于電纜絕緣的乙丙 橡膠基本上都采用進(jìn)口料。我國三元乙丙橡膠(EPDM)主要由吉化公司生產(chǎn)。在合成橡膠中， 乙丙橡膠價格屬于中等，約為25000元/噸，但有一些牌號的價格還要高些。汽車工業(yè)耗用量 占乙丙橡膠的大部分，乙丙橡膠主要用于汽車的密封條和輪胎。以500萬輛汽車計算，乙丙 橡膠的消耗量約為3.3萬噸。我國電纜行業(yè)乙丙橡膠的用量逐年增加，已超過1萬噸。
[0003] 三元乙丙橡膠基本上是一種飽和的高聚物，是綜合性能優(yōu)良的合成橡膠，具有極 好的電性能，老化性能。但由于不含結(jié)晶體，所以強度很低，適用范圍受到很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種高強度三元乙丙橡膠；
[0005] 本發(fā)明的第二目的在于提供上述乙丙橡膠的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
[0007] 一種高強度三元乙丙橡膠，由如下重量份的原料制備而成：三元乙丙橡膠，80~ 100份;丙烯酸正丁酯，4~6份;六偏磷酸鈉，1~3份;過硫酸銨，1~2份;巰基丙酸，0.6~0.8 份;三乙醇胺，0.4~0.6份；引發(fā)劑，1~3份;防老化劑，2~4份;阻燃劑，1~2份;二烷基二苯 胺和磷酸三甲酚酯共0.4~0.6份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3~ 5:1〇
[0008] 進(jìn)一步地，所述的高強度三元乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙酸，0.7份;三乙 醇胺，〇. 5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共 〇. 5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為4:1。
[0009] 進(jìn)一步地，所述的高強度三元乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，80份;丙烯酸正丁酯，4份;六偏磷酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙酸，0.6份;三乙醇 胺，0.4份；引發(fā)劑，1份；防老化劑，2份;阻燃劑，1份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.4 份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3:1。
[0010]進(jìn)一步地，所述的高強度三元乙丙橡膠由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙 橡膠，100份;丙烯酸正丁酯，6份;六偏磷酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;巰基丙酸，0.8份;三乙醇 胺，0.6份；引發(fā)劑，3份；防老化劑，4份;阻燃劑，2份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共O . 6 份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為5:1。
[0011] 進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過氧化二異丙苯。
[0012] 進(jìn)一步地，防老化劑為2-巰基苯并咪唑。
[0013]進(jìn)一步地，所述阻燃劑為聚磷酸銨。
[0014]上述高強度三元乙丙橡膠的制備方法，包括如下步驟：
[0015] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0016] 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟SI中的混合物加熱充分混合，加熱 溫度為60~64°C ;
[0017] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點：
[0019] 本發(fā)明提供的三元乙丙橡膠強度高，這可能與原料中二烷基二苯胺和磷酸三甲酚 酯的重量份之比有關(guān)，二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3~5:1時強度最高。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明保護(hù)范 圍。盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
[0021 ]下述實例中過氧化二異丙苯為引發(fā)劑;2-巰基苯并咪唑為防老化劑;聚磷酸銨為 阻燃劑。
[0022]實施例1:乙丙橡膠的制備 [0023] 原料重量份配比：
[0024]三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基 丙酸，〇. 7份;三乙醇胺，0.5份;過氧化二異丙苯，2份;2-巰基苯并咪唑，3份;聚磷酸銨，1.5 份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為4:1。
[0025]制備方法：
[0026] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0027] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0028] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0029]實施例2:乙丙橡膠的制備 [0030] 原料重量份配比：
[0031]三元乙丙橡膠，80份;丙烯酸正丁酯，4份;六偏磷酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙 酸，0.6份;三乙醇胺，0.4份;過氧化二異丙苯，1份;2-巰基苯并咪唑，2份;聚磷酸銨，1份;二 烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.4份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為 3:1〇
[0032]制備方法：
[0033] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0034] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0035] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0036]實施例3:乙丙橡膠的制備 [0037] 原料重量份配比：
[0038]三元乙丙橡膠，100份;丙烯酸正丁酯，6份;六偏磷酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;巰基 丙酸，0.8份;三乙醇胺，0.6份;過氧化二異丙苯，3份;2-巰基苯并咪唑，4份;聚磷酸銨，2份； 二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.6份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比 為5:1 〇
[0039]制備方法：
[0040] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0041] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0042] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0043]實施例4:乙丙橡膠的制備 [0044] 原料重量份配比：
[0045]三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基 丙酸，〇. 7份;三乙醇胺，0.5份;過氧化二異丙苯，2份;2-巰基苯并咪唑，3份;聚磷酸銨，1.5 份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為3:1。
[0046]制備方法：
[0047] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0048] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0049] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0050] 實施例5:乙丙橡膠的制備 [0051 ] 原料重量份配比：
[0052]三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基 丙酸，〇. 7份;三乙醇胺，0.5份;過氧化二異丙苯，2份;2-巰基苯并咪唑，3份;聚磷酸銨，1.5 份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為5:1。
[0053]制備方法：
[0054] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0055] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0056] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0057]實施例6:對比實施例，二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為2:1 [0058] 原料重量份配比：
[0059]三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基 丙酸，〇. 7份;三乙醇胺，0.5份;過氧化二異丙苯，2份;2-巰基苯并咪唑，3份;聚磷酸銨，1.5 份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為2:1。
[0060]制備方法：
[0061 ] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0062] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0063] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0064]實施例7:對比實施例，二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為6:1 [0065] 原料重量份配比：
[0066]三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基 丙酸，0.7份;三乙醇胺，0.5份;過氧化二異丙苯，2份;2-巰基苯并咪唑，3份;聚磷酸銨，1.5 份;二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為6:1。
[0067]制備方法：
[0068] 步驟Sl，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙 醇胺、二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C;
[0069] 步驟S2,將過氧化二異丙苯、2-巰基苯并咪唑以及聚磷酸銨與步驟SI中的混合物 加熱充分混合，加熱溫度為60~64°C ;
[0070] 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50 ~80轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100°C，第二段加熱溫度 在105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱 溫度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
[0071] 實施例8:效果實施例
[0072]分別測試實施例1~7制備的三元乙丙橡膠的拉伸強度和斷裂伸長率，結(jié)果見下 表。
[0074]實施例2、3制備的三元乙丙橡膠的性能與實施例4、5基本一致。
[0075]結(jié)果表明，本發(fā)明提供的三元乙丙橡膠強度高，這可能與原料中二烷基二苯胺和 磷酸三甲酚酯的重量份之比有關(guān)，二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3~5:1時 強度最高。
[0076]上述實施例的作用在于說明本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容，但并不以此限定本發(fā)明的保護(hù) 范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種高強度三元乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備而成:三元乙丙橡 膠，80~100份;丙稀酸正丁酯，4~6份;六偏磷酸鈉，1~3份;過硫酸銨，1~2份;疏基丙酸， 0.6~0.8份;三乙醇胺，0.4~0.6份；引發(fā)劑，1~3份;防老化劑，2~4份;阻燃劑，1~2份;二 烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯共0.4~0.6份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之 比為3~5:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度三元乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成:三元乙丙橡膠，90份;丙烯酸正丁酯，5份;六偏磷酸鈉，2份;過硫酸銨，1.5份;巰基丙 酸，〇. 7份;三乙醇胺，0.5份；引發(fā)劑，2份;防老化劑，3份;阻燃劑，1.5份;二烷基二苯胺和磷 酸三甲酚酯共0.5份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為4:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度三元乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成:三元乙丙橡膠，80份;丙烯酸正丁酯，4份;六偏磷酸鈉，1份;過硫酸銨，1份;巰基丙酸， 0.6份;三乙醇胺，0.4份；引發(fā)劑，1份;防老化劑，2份;阻燃劑，1份;二烷基二苯胺和磷酸三 甲酚酯共0.4份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為3:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度三元乙丙橡膠，其特征在于，由如下重量份的原料制備 而成:三元乙丙橡膠，100份;丙烯酸正丁酯，6份;六偏磷酸鈉，3份;過硫酸銨，2份;疏基丙 酸，〇. 8份;三乙醇胺，0.6份；引發(fā)劑，3份;防老化劑，4份;阻燃劑，2份;二烷基二苯胺和磷酸 三甲酚酯共0.6份;所述二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯的重量份之比為5:1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:所述引發(fā)劑為過氧化二異丙 苯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:防老化劑為2-巰基苯并咪唑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一所述的乙丙橡膠，其特征在于:所述阻燃劑為聚磷酸銨。8. 權(quán)利要求1~4任一所述高強度三元乙丙橡膠的制備方法，其特征在于，包括如下步 驟： 步驟S1，將三元乙丙橡膠、丙烯酸正丁酯、六偏磷酸鈉、過硫酸銨、巰基丙酸、三乙醇胺、 二烷基二苯胺和磷酸三甲酚酯加熱預(yù)混合，加熱溫度為53~57°C; 步驟S2，將引發(fā)劑、防老化劑以及阻燃劑與步驟S1中的混合物加熱充分混合，加熱溫度 為60~64°C ; 步驟S3，將步驟S2中的混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，采用螺桿轉(zhuǎn)速是50~80 轉(zhuǎn)/分鐘，在雙螺桿擠出機(jī)分六段加熱，第一段加熱溫度在90~100 °C，第二段加熱溫度在 105~120°C，第三段加熱溫度在120~130°C，第四段加熱溫度在130~140°C，第五段加熱溫 度在140~150°C，第六段加熱溫度在150~160°C ;擠出造粒即得。
【文檔編號】C08K5/18GK105859976SQ201610381597
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】陳斌
【申請人】陳斌