[发明专利]一种三元乙丙橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种三元乙丙橡胶及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，由于其具有卓越的耐候性、耐化学性和电性能，被广泛应用于电线电缆、输送带、胶管、车身密封制品以及防水材料等领域。随着市场需求量的逐年增加，各行业对三元乙丙橡胶的性能提出了更高的要求。

现有技术中，三元乙丙橡得到了广泛的报道，例如，申请号为201310211405.5的中国专利文献中，介绍了一种阻燃三元乙丙橡胶，其具有阻燃、改善了阻燃三元乙丙橡胶的加工性能的特点，其采用了硫黄硫化体系，其动态力学性能优异，但是其耐老化性能差、压缩变形大，同时其使用了促进剂S，其在硫化过程中由于高温的作用或者在使用过程中会释放出具有致癌性质的亚硝胺，很容易引起健康环保等问题。申请号为201110123538.8的中国专利文献中，介绍了一种三元乙丙橡胶硫化体系，其采用反应性树脂作为主硫化剂，有效的提高了橡胶的耐高温性能，但是树脂硫化体系存在着硫化速度较慢、硫化温度高、所得硫化胶的硬度大、扯断伸长率低等问题，不适合应用于工业化生产。申请号为201410255140.3的中国专利文献中，介绍了一种过氧化物快速硫化体系的三元乙丙橡胶，其由三元乙丙橡胶生胶、过氧化物的硫化剂、助交联剂，以及助剂组合物组成，虽然该过氧化物硫化体系下的硫化胶耐热性能优异，压缩永久变形小，无硫化返原现象，但是其动态性能较差、硫化速度慢，力学性能差。

综上所述，制备环保、阻燃、快速硫化且力学性能优异的三元乙丙橡胶对于橡胶的实际应用具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种三元乙丙橡胶及其制备方法，具有阻燃、快速硫化且力学性能优异的特点。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种三元乙丙橡胶，采用如下原料制备：三元乙丙橡胶生胶100-150重量份、硫磺0.5-1重量份、氧化锌1-6重量份、功能填料5-20重量份、阻燃剂5-20重量份、促进剂0.5-2重量份和防老剂0.5-3重量份，所述功能填料为聚离子液体包覆纳米碳酸钙微粒。

优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁中的一种几种。

优选的，所述促进剂为离子液体三甲基十四烷基季膦阳离子2-巯基苯并噻唑阴离子盐。

优选的，所述防老剂为MMB、MBZ和MB中的一种或几种。

优选的，所述聚离子液体包覆纳米碳酸钙微粒按照如下方法制备：步骤a)在N₂气氛下，将纳米碳酸钙和去离子水混合，然后加入乙烯吡咯烷酮，在1500-2000r/min条件下搅拌分散10-60min，得到悬浊液；步骤b)将所述悬浊液在450-750r/min条件下搅拌，加热升温至60-85℃，稳定5-20min后加入过硫酸钾；步骤c)向步骤b得的悬浮液中滴加离子液体单体反应8-24h，离子液体单体的加入量占碳酸钙质量的50-80％；步骤d)将步骤c得到的反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于50-80℃条件下干燥6-24h，将干燥后的滤饼粉碎，得到聚离子液体包覆纳米碳酸钙微粒。

相应的，本发明还提供一种三元乙丙橡胶的制备方法，包括以下步骤：将100-150重量份三元乙丙橡胶生胶加入至哈克流变仪中，然后加入0.5-1重量份硫磺、1-6重量份氧化锌、0.5-2重量份促进剂、5-20重量份阻燃剂、0.5-3重量份防老剂和5-20重量份功能填料，胶料温度达到105-120℃时排出胶料，所述功能填料为聚离子液体包覆纳米碳酸钙微粒；将所述胶料在开炼机上混炼均匀，打三角包，薄通后下片，得到混炼胶；将所述混炼胶室温下放置，硫化后得到三元乙丙橡胶，硫化压力为10-25MPa，硫化温度160-180℃，硫化时间为100-150s。

优选的，所述促进剂为离子液体三甲基十四烷基季膦阳离子2-巯基苯并噻唑阴离子盐。

优选的，所述离子液体三甲基十四烷基季膦阳离子2-巯基苯并噻唑阴离子盐按照如下方法制备：将离子液体三甲基十四烷基季膦盐和甲醇混合，然后加入2-巯基苯并噻唑和氢氧化钠，在20-50℃下磁力搅拌12-24h，停止反应并过滤，用丙酮洗涤，干燥，得到离子液体三甲基十四烷基季膦阳离子2-巯基苯并噻唑阴离子盐。