[发明专利]一种用于制造低硬度橡胶材料的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域的橡胶加工工业，具体地说，涉及一种橡胶组合物的配合技术，也就是提供一种用于制造低硬度高阻尼橡胶材料的组合物。

背景技术

随着当今科学技术的迅猛发展，许多设备仪器都装备了高灵敏高精度的仪器仪表，它们对于控制设备的正确运行、保持正常生产具有重要意义。但是随着设备的运行速度越来越快，不可避免会有振动产生，对于这类精密仪器来讲，即使是轻微的高频振动也会造成仪器精度的偏差甚至影响它的正常使用。这会给科学实验数据和生产工艺控制造成不良的后果。消除这类轻微高频振动最有效的方法是采用对于小幅高频振动具有高效阻尼能力的低硬度(邵尔A硬度≤10)弹性减振材料来吸收、阻隔，屏蔽这类振动，而且为了使设备能够长期稳定运行，还要求这类阻尼材料具有耐老化、耐臭氧、耐热、耐低温等附加特性。现有的用于减振的橡胶材料大多硬度在邵尔A 40～60之间，不能满足上述精密仪表所需要的以低硬度橡胶材料来减振的要求(参见《橡胶制品实用配方大全》，谢忠麟、杨敏芳编，化学工业出版社，2004年2月第二版，P181)。为了追求低硬度而采用掺加大量油类软化剂的方法，则会造成油喷出到表面，形成污染，并导致橡胶材料的物理机械性能降低，失去实用性。以往为了能制成低硬度橡胶材料，一般是采用硅橡胶或特殊的聚氨酯为原料，但是，一则它们价格昂贵，二则这类低硬度材料大多呈凝胶状，缺乏足够的弹性和形状稳定性，不适宜用作减振制品(支座、衬垫等)。

发明内容

鉴于现有用于减振的橡胶材料在性能上存在的上述欠缺，本发明的旨在提供一种在一般橡胶加工厂都能方便地制备的硫化后呈现低硬度高阻尼特性的橡胶组合物。可借以制备适合于与各种精密仪器仪表配套的减振衬垫、支座等橡胶制品。

本发明是这样实现的，它所提供的是一种适用于制造低硬度橡胶材料的组合物，其特征是，这种组合物以三元乙丙橡胶与聚降冰片烯橡胶的并用为基础，以环烷烃油为软化剂，以二硫化二吗啉为硫化剂。

这儿，所以要以三元乙丙橡胶与聚降冰片烯橡胶的并用为基础，首先是因为这两种橡胶具有一个共同的特征，是允许填充多量的软化剂而不会导致软化剂向表面喷出和所得的橡胶材料性能大幅降低。

聚降冰片烯橡胶(PNR)是近年来开发的一种特殊橡胶，它是一种以降冰片烯单元结构为主链的高分子弹性体：

这种橡胶材料的特征是，分子量大(相对分子质量达到3000000以上)，密度低，可以制成能与海绵橡胶相比拟的极低硬度的实心橡胶材料，这是因为它对增塑剂有很高的吸收能力，而不会引起增塑剂喷出，并仍有很高的机械强度。

但是，这种橡胶与天然橡胶相似，耐氧化和耐臭氧性能较差，不过通过与乙丙橡胶并用可以获得明显改善，所以有人把乙丙橡胶称作为聚降冰片烯橡胶的抗臭氧剂。此外，这种橡胶价格相对较贵，并用乙丙橡胶，有助于降低成本。

众所周知，乙丙橡胶是乙烯和丙烯单体在齐格勒-纳塔催化剂引发下经溶液聚合而成，其中丙稀单体的含量会对橡胶的弹性、强度等产生影响，对于本发明，丙稀单体在共聚物中的含量宜为20～30质量％。由于其分子主链不含双键，使得它具有优异的耐臭氧性、耐热性和耐低温，在低温-50℃下仍保持较好的弹性和较小的压缩变形，但是不能用橡胶工业常用的硫化剂(硫黄或硫给予体)硫化，因此，人们在共聚反应时加入了少量能作为硫化反应活性点的非共轭二烯烃作为第三单体，形成三元共聚物，故称作为三元乙丙橡胶(EPDM)。

其化学结构如下：

式中，R为第三单体，常见的第三单体有5-乙叉-2-降冰片烯(ENB)和二环戊二烯(DCPD)两种：

就与聚降冰片烯橡胶并用时的相容性而论，当然以选用含有5-乙叉-2-降冰片烯(ENB)第三单体的三元乙丙橡胶更加适宜。还要指出的是乙丙橡胶同样具有能够大量填充软化剂的能力，不过它与环烷烃类软化剂的相容性特别好，故本发明选用环烷烃油作为软化增塑剂。

试验证明，为了使得到的低硬度橡胶材料具有能满足使用要求的耐臭氧性、耐热、弹性好、耐低温等性能，三元乙丙橡胶与聚降冰片烯橡胶并用比，以质量计宜在25～35/75～65范围内。若三元乙丙橡胶的并用量低于25质量％，则会影响制得的低硬度橡胶材料得耐臭氧等性能。若三元乙丙橡胶的并用量高于35质量％，则可能难以达到理想的高充油程度，以致得到的橡胶材料的硬度不能达到预效果。