一种适于自动化脱模的环保过氧硫化EPDM材料及制备方法与流程

一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料及制备方法
技术领域
1.本发明涉及橡胶领域，更具体的说涉及一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料及制备方法。


背景技术：

2.在目前国内各橡胶工厂生产过程中，时常会碰到一些生活方面的制品，需要符合nsf以及符合各国生活饮用水或是食品接触的密封制品。而这类制品因为迁移性物质及voc,vom及耗氧量等方面的限制，大都需要采用过氧硫化体系，不能使用硫磺硫化体系。而采用过氧硫化的epdm材料大都会遇到粘模、硫化时间长等问题。而因为涉及到生活饮用水方面及食品方面，一些内脱模剂及外脱模剂的使用都受到了很大的限制。因为粘模的问题，这类制品难以实现自动化生产，成型的效率和人工成本无法有效降低。
3.目前国内epdm过氧硫化体系多采用dcp（过氧化二异丙苯）,bibp（二（叔丁基过氧化异丙基）苯））,双二五配合tac（三聚氰酸三烯丙酯）,taic（三烯丙基异三聚氰酸酯）,tmpta（三羟甲基丙烷三丙烯酸）,tmptna(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯 ),zda(丙烯酸锌),zdma（二甲基丙烯酸锌），tra（四硫化双五亚甲基秋兰姆）等，从性能上来说，可以说各有优劣。但综合环保和脱模效果来说，以上配合体系还无法综合实现。过氧化物与tac,taic的配合其硫化密度高，压变效果也比较好，但还是无法实现自动脱模。与 tmpta,tmptna,zda,zdma的配合在粘合效果比较突出，但容易粘模，在密封制品的生产中存在诸多困扰。与tra的配合可以实现密封制品易拆边，但气味过大，而且此体系如果是是饮用水系统中使用，容易造成菌群滋生，耗氧量超标。以对于环保密封制品来说，以上体系都不是很有利，生产效率难以提升，制品的后处理工艺成本高。对于环保密封制品来说，为实现有效的市场竞争，除了产品的质量外，就是效率提升，降低成本。
4.对于epdm环保过氧配方，首先是因为过氧硫化的epdm材料因环保要求（适合于饮用水），不能过多的添加一些辅助成分，同时因为过氧硫化本身的离型效果就不如硫磺硫化的胶料，导致epdm过氧硫化的产品脱模难成为一个行业难题。同时因为生产管理成本和人工成本的不断攀升，提升效率又是势在必行。所以如何让epdm产品容易脱模以便于能实现自动化生产的要求就成为一个密封件生产企业的一个课题。本案由此产生。


技术实现要素：

5.本发明就是在于提供一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料及制备方法，其可在不加入辅助助剂的情况下，大大提高epdm过氧硫化配方的离型效果，并且适用于自动化生产，且在一定程度上还可以降低原料成本。
6.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料，以橡胶原胶重量为100份计，包含以下重量份的原料：三元乙丙橡胶 90-105份，炭黑n550为30-40份、炭黑n774为40-50份、陶土n85为10-20份、聚异丁烯10-30份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、防老剂sp-p为0.6-0.8
份、过氧硫化剂bibp为1.5-3份、过氧助交联剂顺丁胶br9000为5-15份。
7.进一步，所述三元乙丙橡胶为阿郎新科的k2650c；所述炭黑n550/n774为卡博特的spso/n774；所述陶土n85为霍夫曼的产品n85；所述聚异丁烯为ineos 的h-100；所述氧化锌为台懋的azo-805；所述硬脂酸为印尼产1801；所述过氧硫化剂bibp为perkadox 14s-fl；所述过氧助交联剂顺丁胶br9000为市场上的通用牌号顺丁胶。
8.进一步，三元乙丙橡胶为100份，炭黑n550为35份、炭黑n774为45份、陶土n85为15份、聚异丁烯15份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、防老剂sp-p为0.7份、过氧硫化剂bibp为2份、过氧助交联剂顺丁胶br9000为10份。
9.进一步，三元乙丙橡胶为100份，炭黑n550为40份、炭黑n774为50份、陶土n85为20份、聚异丁烯20份、氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂sp-p为0.8份、过氧硫化剂bibp为3份、过氧助交联剂顺丁胶br9000为15份。
10.一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料的制备方法，所述适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料的原料组分及其重量份如下：三元乙丙橡胶 90-105份，炭黑n550为30-40份、炭黑n774为40-50份、陶土n85为10-20份、聚异丁烯10-30份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、防老剂sp-p为0.6-0.8份、过氧硫化剂bibp为1.5-3份、过氧助交联剂顺丁胶br9000为5-15份；所述制备方法步骤如下：步骤1：先将三元乙丙胶和过氧助交联剂顺丁胶br9000投入密炼机，炼至80度，再依次加入除了过氧硫化剂bibp外的其它原料进行混炼，混炼至130度左右得到均匀的母炼胶；步骤2：母炼胶静置冷却后，按比例加入过氧硫化剂bibp混炼至85度后卸料，再导入开炼机翻炼出片，冷却后得到终炼胶胶片；步骤3：终炼胶胶片进行加硫成型出产品，脱模；步骤4：产品成型后再通过150度4小时的二次加硫。
11.进一步，步骤1中，炼胶温度控制在130℃以下，混炼时间10-12分钟。
12.进一步，步骤2中，母炼胶与过氧硫化剂bibp通过开炼机或密炼机进行混炼，密炼机混炼卸料温度控制在85度以下。
13.进一步，步骤3中，包括将终炼胶胶片在182
±
5℃的条件下注射成型或模压成型出产品。
14.进一步，步骤3中，将终炼胶胶片按制品需要的规格裁切成相应的条状胶料，再将条状胶料于模具中高温成型出产品。
15.采用上述方案后，本发明通过使用顺丁胶br9000作为助交联剂代替传统的助交联剂tac\taic\tmpta\tmpama\zda\zdma\tra，以改善epdm过氧硫化胶料的离型性能。且顺丁胶br9000容易获得，成本比较低，能降低胶料的部分成本，同时也避免加入其它的离型剂影响胶料的环保性。通过顺丁胶br9000在过氧硫化体系中能提供快速提供自由基提升过氧化物的硫化速度，以实现助胶料的作用，且不影响胶料的耐热性和压缩永久变形性。同时因为顺丁胶br9000的不粘性是epdm过氧硫化胶获得良好的离型性，从而能符合公司自动化生产的需求。
具体实施方式
16.本发明揭示了一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料，以橡胶原胶重量为100份计（其余比例为相对于原胶的重量份），包含以下重量份的原料：三元乙丙橡胶（epdm）90-105份，炭黑n550为30-40份、炭黑n774为40-50份、陶土10-20份、聚异丁烯10-30份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、防老剂sp-p为0.6-0.8份、过氧硫化剂bibp(二(叔丁基过氧化异丙基)苯)为1.5-3份、顺丁胶br9000为5-15份。
17.其中，三元乙丙橡胶为阿郎新科的k2650c；炭黑n550/n774为卡博特的spso/n774；陶土n85为霍夫曼的产品n85；聚异丁烯为ineos 的h-100；氧化锌为台懋的azo-805；硬脂酸为印尼产1801；过氧硫化剂bibp为perkadox 14s-fl；过氧助交联剂顺丁胶br9000为市场上的通用牌号顺丁胶。
18.由于顺丁胶br9000作为助交联剂代替传统的助交联剂tac\taic\tmpta\tmpama\zda\zdma\tra，可以改善epdm过氧硫化胶料的离型性能。且顺丁胶br9000容易获得，成本比较低，能降低胶料的部分成本，同时也避免加入其它的离型剂影响胶料的环保性。通过顺丁胶br9000在过氧硫化体系中能提供快速提供自由基提升过氧化物的硫化速度，以实现助胶料的作用，且不影响胶料的耐热性和压缩永久变形性。以顺丁胶br9000做为助交联剂相较于其它助交联剂，首先因其分子量大不会增加材料中的vom（可挥发性有机物）含量，比较容易符合食品卫生要求，同时其本身分子的柔性可以改善配方的低温脆性，利用其离型性和对过氧化物具助交联特性，因为顺丁胶br9000的不粘性是epdm过氧硫化胶获得良好的离型性，实现易脱模，从而能符合公司自动化生产的需求。
19.本发明还揭示了一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料的制备方法，首先，所述适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料的原料组分及其重量份如下：三元乙丙橡胶 90-105份，炭黑n550为30-40份、炭黑n774为40-50份、陶土n85为10-20份、聚异丁烯10-30份、氧化锌2-5份、硬脂酸0.5-2份、防老剂sp-p为0.6-0.8份、过氧硫化剂bibp为1.5-3份、过氧助交联剂顺丁胶br9000为5-15份。以橡胶原胶重量为100份计，按上述配方配比准备好原料。
20.制备方法包括以下步骤：步骤1:先将三元乙丙胶和过氧助交联剂顺丁胶br9000投入密炼机，炼至80度，再依次加入除了过氧硫化剂bibp外的其它原料进行混炼，混炼至130度左右得到均匀的母炼胶；步骤2：母炼胶静置冷却后，按比例加入过氧硫化剂bibp（1.5-3份重量份）混炼至85度后卸料，再导入开炼机翻炼出片，冷却后得到终炼胶胶片；步骤3：终炼胶胶片进行加硫成型出产品，脱模；步骤4：成型的产品通过150度4小时的二次加硫。
21.上述步骤1中，炼胶温度控制在130℃以下，混炼时间10-12分钟。
22.步骤1和和步骤2之间,母炼胶的静置冷却，可以是将母炼胶静置24小时。
23.上述步骤2中，母炼胶与过氧硫化剂bibp通过开炼机或密炼机进行混炼，密炼机混炼卸料温度控制在85度以下。
24.上述步骤3中，加硫成型步骤包括将终炼胶胶片在182
±
5℃的条件下注射成型或模压成型出产品。可将终炼胶胶片按制品需要的规格裁切成相应的条状胶料，再将条状胶
料于模具中高温成型出产品（硫化三要素：模具温度、成型时间、成型压力），成型时间根据制品的厚度相关，以实际试模ok的条件为准。
25.以下通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
26.实施例1：本发明的实施例1提供了一种适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm(三元乙丙橡胶)材料，按橡胶原胶重量为100重量份算（其余比例为相对于原胶的重量份），包含以下重量份的原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑n550 35份、炭黑n774 45份、陶土n85 15份、聚异丁烯15份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、防老剂sp-p 0.7份、过氧硫化剂bibp 2份、过氧助交联剂顺丁胶br9000 10份。
27.所述三元乙丙橡胶为阿郎新科的k2650c；所述炭黑n550/n774为卡博特的spso/n774；所述陶土n85为霍夫曼的产品n85；所述聚异丁烯为ineos 的h-100；所述氧化锌为台懋的azo-805；所述硬脂酸为印尼产1801；所述过氧硫化剂bibp为perkadox 14s-fl；所述过氧助交联剂顺丁胶br9000为市场上的通用牌号顺丁胶。所述的适于自动化脱模的环保过氧硫化epdm材料的制备方法可包括以下步骤：步骤1：将三元乙丙胶和过氧助交联剂顺丁胶br9000投入密炼机，炼至80度，再依次投入炭黑n550、炭黑n774、陶土n85、聚异丁烯、氧化锌、硬脂酸、防老剂sp-p，各原料按照上述配比投入密炼机进行密炼，混炼时间10-12分钟，混炼至130度左右即可得到均匀的母炼胶；步骤2：母炼胶静置24小时冷却后，再投入密炼机，加入过氧硫化剂bibp,混炼至85度后卸料，导入开炼机中翻炼出片，经过凉料机冷却得到终炼胶胶片；步骤3：将终炼胶胶片裁到生产所需要的宽度，检验合格后用于自动机台生产，加硫成型后，脱模效果理想。
28.步骤4：产品成型后再通过150度4小时的二次加硫（可在烤箱中烘烤），使产品中的小分子充分挥发，所得产品可以符合应用水相关应用场合的需求。
29.实施例2本实施例与实施例1的区别在于，原料按照以下配比配料：三元乙丙橡胶100份、炭黑n550 40份、炭黑n774份 50、陶土20份、聚异丁烯 20份、氧化锌 5份、硬脂酸 1份、防老剂sp-p 0.8份、过氧化物bibp 3份、顺丁胶br9000 15份。
30.本实施例中的产品脱模效果理想。二次加硫后的所得产品可以符合应用水相关应用场合的需求。
31.实施例3本实施例与实施例1的区别在于，原料按照以下配比配料：三元乙丙橡胶 100份、炭黑n550 40份、炭黑n774 45份、陶土25份、聚异丁烯 20份、氧化锌 5份、硬脂酸 1份、防老剂sp-p 0.8份、过氧化物bibp 3份、顺丁胶br9000 2份。
32.本实施例中的产品脱模效果不理想，有粘模现象。二次加硫后的所得产品可以符
合应用水相关应用场合的需求。
33.实施例4本实施例与实施例1的区别在于，原料按照以下配比配料：三元乙丙橡胶 100份、炭黑n550 40份、炭黑n774 45份、陶土n85 25份、聚异丁烯 20份、氧化锌 5份、硬脂酸 1份、防老剂sp-p 0.8份、过氧化物bibp 3份、过氧助交联剂br9000 20份。
34.本实施例中的产品脱模效果理想，但是产品硬度上升明显，不好控制。二次加硫后的所得产品可以符合应用水相关应用场合的需求。
35.以上四组实施例分别制备了四组样品，其检验结果如下表1所示。
36.表1上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。