[发明专利]一种橡胶添加剂及具有该添加剂的三元乙丙橡胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种橡胶添加剂及具有该添加剂的三元乙丙橡胶，属于橡胶 添加剂技术领域。

背景技术

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，其主要聚 合物链是完全饱和的。正是由于其上述结构特性使得三元乙丙橡胶具有了如 下特性：第一、耐老化性，乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐水 蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120℃ 下可长期使用，加入适宜防老剂还可进一步提高其使用温度。三元乙丙橡胶 在臭氧浓度为50pphm、拉伸30％的条件下，可达150h以上不龟裂。第二、 耐腐蚀性，由于三元乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学 品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好 的抗耐性。此外，由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它还具有极好的硫化 特性。目前，每年全世界三元乙丙橡胶的消费量高达80万吨。

目前，汽车用橡胶密封条所采用的橡胶主要是三元乙丙橡胶，之所以多 选用三元乙丙橡胶，主要是因为其具有优异的耐候性和耐老化性，可以满足 汽车长时间经受风吹日晒的客观使用条件的要求；经研究表明，合格的三元 乙丙橡胶密封条可以使用10年而不变形、不龟裂。

通常，衡量三元乙丙橡胶的性能主要包括门尼粘度、胶料硬度、拉伸强 度和断裂伸长率等；其中，门尼粘度是衡量三元乙丙橡胶加工性能的主要指 标，门尼粘度过高和过低都会导致橡胶挤条成型的难度增加。胶料硬度直接 影响密封条的安装性能和密封性能。在常规硬度范围内(30～75SHA)胶料 硬度的调整需要通过调整操作油和碳黑的比例来实现，即提高胶料硬度则需 要增大碳黑和操作油的比值，但是上述比值的增大导致门尼粘度的直接升 高，提高了加工难度。可见，为了实现三元乙丙橡胶的优异性能，存在着门 尼粘度和胶料硬度之间的矛盾关系，所以需要寻求上述门尼粘度和硫化后胶 料硬度之间的平衡。

现有技术中为了解决上述矛盾关系，经常采用如下两种途径来解决：

第一、选用中等门尼粘度或高门尼粘度的三元乙丙橡胶生料，则需要添 加一定量的酚醛树脂或者聚辛烯橡胶，该方法在保证胶料硬度的同时降低了 混炼胶的门尼粘度，但是由于上述酚醛树脂或者聚辛烯橡胶的添加，使得胶 料的耐蠕变性能降低，尤其是在高温下产品的变性严重，影响生产效率；此 外，由于酚醛树脂或者聚辛烯橡胶的价格都较高，如此一来，三元乙丙橡胶 整体配方的成本将大大增加。

第二、为了避免上述技术问题，选用低门尼粘度的三元乙丙橡胶生料， 这样在提高胶料硬度的同时门尼粘度虽然也随着升高，但是由于其生胶门尼 粘度较低，故最终制备得到的三元乙丙橡胶的门尼粘度可以保持在较为适宜 的范围内，从而保证三元乙丙橡胶的加工性能。但是，由于在该三元乙丙橡 胶中添加的三元乙丙橡胶生料的门尼粘度较低，门尼粘度较低的三元乙丙橡 胶生料的链较短，所以其在三元乙丙橡胶中其他添加剂的填充量较少，导致 三元乙丙橡胶的制造成本增加。此外，使用低门尼粘度的三元乙丙橡胶生料 进行硫化后得到的橡胶产品的拉伸强度、断裂伸长率等机械性能也较低。

诸如，中国专利CN101315144A公开了一种橡胶密封圈，其中，所述橡 胶密封圈的组分含量配比按重量份计为：三元乙丙橡胶：80～120、炭黑： 55～75、石蜡油：15～25、间接法氧化锌：4～6、硬脂酸：0.2～1、防老剂： 2～4、硫磺S-80：0.1～0.35、硫化剂DCP：3～5、润滑剂：1～3。在该现 有技术中三元乙丙橡胶生料的份数占总份数(包括添加剂)的40％以上，可 见在该橡胶密封圈内所述三元乙丙橡胶生料的添加量较大，而三元乙丙橡胶 生料的价格是非常昂贵的，因此也导致现有技术中的橡胶密封圈的成本整体 大大提高。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是现有技术中的三元乙丙橡胶在同等 硬度和门尼粘度的情况下成本很高，从而提供一种更加节约成本的添加剂及 使用该添加剂的三元乙丙橡胶，更进一步提供一种具有较大拉伸强度和断裂 伸长率的三元乙丙橡胶。

为解决上述技术问题，本发明的一种三元乙丙橡胶添加剂，一种橡胶添 加剂，包括如下重量份的原料组分：氧化锌6.5份，硫磺2.5份，硬脂酸1 份，熔点为85～100℃的聚乙烯2份，复合界面润滑剂7.5份，炭黑130～ 195份，碳酸盐50份，石蜡油32～75份，复合促进剂5.24份。