一种高抗焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及橡胶领域，具体设及一种高抗焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组合物及 其制备方法。 技术背景
[0002] 在橡胶使用中，一般材料要求耐热性好的橡胶，通常会选择=元己丙橡胶和了膳 橡胶等胶种来进行设计配方，硫化体系会选择硫横硫化体系和过氧化物硫化体系。大量实 践和文献证明，橡胶复合物用过氧化物硫化体系比硫横硫化体系具有更佳耐老化性能、压 缩变形低、无硫化返原、无喷霜现象、配方设计简单等优点被优先选用。
[0003] 但橡胶采用过氧化物硫化体系在配方设计过程中仍然存在一些不足，使得其应用 范围受阻。氧化物硫化体系与硫横硫化体系相比，存在引发温度低、焦烧时间短和高温停放 时间短等问题。因为过氧化物硫化体系的硫化剂单一，并不像硫横硫化体系可有多种类型 的促进剂和防焦烧剂等相互搭配，基本可做到硫化时间、焦烧时间、硫化速度和交联程度可 控。因而US 3751378提出了通过在过氧化物硫化体系的橡胶配方中加入液体多官能度丙 締酸类单体，利用该单体消耗过多参与硫化反应的过氧化物，从而增加交联密度材料某些 性能得到提高，另外再加入防老剂N，N' -二苯基对苯二胺等来消灭自由基延长焦烧时间。 另外还有CN 1944512A针对过氧化物硫化的全氣弹性体组合物同样添加过多官能度丙締 酸醋作为交联助剂，添加酪哲基化合物为防焦剂。两个专利的原理是一致的，消灭自由基的 同时补加交联助剂，但其并不能有效延长胶料的焦烧时间，混炼胶高温停留时间长，过氧化 物分解的自由基均被防焦剂消灭了，严重影响胶料后续硫化成型。而且，据文献报道阻交联 剂的加入量的增加会使硫化胶的硬度明显提高、拉伸强度迅速下降和热空气老化力学性能 变差[1]。因此，制备一种焦烧时间长且材料性能不变的过氧化物硫化体系硫化橡胶是目前 亟待解决的重要难题。
[0004] [1]卓靖，施利毅，赵国璋，付继芳，吴文安.过氧化物硫化体系中助交联剂 对EPDM(S元己丙橡胶）性能的影响[J].弹性体，2012，22(3): 77-82。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种高抗焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组 合物及其制备方法，利用自由基活性调控技术，在过氧化物硫化体系配方中添加抗焦烧剂， 对体系中的过氧化物分解产生的自由基活性进行调控。低温时自由基活性调控剂与过氧化 物分解产生的自由基进行反应形成休眠种，高温时休眠种分解重新释放出自由基引发交联 反应，因而起到低温时阻止胶料交联反应的发生，高温促进或不影响胶料交联反应的进行 作用，既起到优异的抗焦烧性能，又不影响胶料的力学性能。本发明方法简单高效，价格便 宜，操作容易。
[0006] -种高抗焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组合物，其特征在于由如下W重量份计的 原料组成；生胶100地r、防老剂1.0地r、填料40地r、油料10地r、交联剂2.0地r、抗焦 烧剂0. 05~1. 0 P虹； 其中，所述生胶为天然橡胶或普通合成橡胶的任意一种，同系列不同型号生胶在本专 利条件具有相似性； 所述防老剂为普通橡胶用防老剂，作为常规添加剂； 所述填料为普通橡胶用补强剂，作为常规补强剂； 所述油料为普通橡胶用增塑剂，作为常规补强剂； 所述交联剂为过氧化物交联剂，不同种类过氧化物交联剂在本专利条件下具有相似 性，其中本专利W低温引发剂过氧化苯甲酯为例； 所述抗焦烧剂为1，1-二苯基-2-苦阱、2, 2, 6, 6-四甲基嗽晚氮氧化合物、叔了基邻苯 二酪、环烧酸铜和对哲基苯甲離中的任意一种。
[0007] 上述高抗焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组合物的制备方法，具体步骤如下： (1) 开启开炼机或密炼机，先加入生胶，再加入防老剂，炼制3分钟后加入填料、增塑 剂，炼制4-7分钟后出片停放12小时； (2) 开启开炼机或密炼机，控制温度为40-70°C，将第一步得到的胶料进行软化1分钟 后加入交联剂和抗焦烧剂炼制3分钟，然后打5次S角包后薄通出片停放8小时，得到高抗 焦烧的过氧化物硫化体系橡胶组合物。
[000引与现有技术相比，本发明具有如下有益效果； (1) 本发明通过加入少量的抗焦烧剂可调控橡胶组合物过氧化物硫化体系的焦烧时 间，且促进或不影响橡胶组合物过氧化物硫化体系的硫化交联进程，并对橡胶组合物的力 学性能几乎不影响； (2) 本发明方法制备的高抗焦烧橡胶组合物过氧化物硫化体系可选用低引发温度的过 氧化物作为交联剂，提高生产效率，减少能耗。
【附图说明】
[0009] 图1是橡胶组合物添加抗焦烧剂与无添加抗焦烧剂在80°C下的口巧曲线图，从图 中可W看到无添加抗焦剂的橡胶组合物在9min时口巧值开始上升，发生交联反应，开始焦 烧；而添加了抗焦烧剂的橡胶组合物口巧值在测试时间段25min内变化很小，呈缓慢增加 趋势，说明橡胶组合物中添加该抗焦剂能起到优异的抗焦烧性能。
[0010] 图2是添加抗焦烧剂与无添加抗焦烧剂在125°C的硫化曲线图，从图中可W看出 无添加抗焦剂的橡胶组合物焦烧时间（Ti。）为15s，而添加抗焦烧剂后的橡胶组合物Ti。为 24s，延长了 60%，且工艺正硫化时间为（Tg。)、最大扭矩（Mh)和最小扭矩值（Ml)影响很少。可 见，橡胶组合物中添加该抗焦剂能起到优异的抗焦烧性能且对其组合物硫化时间和交联 密度影响很小。
[0011] 图3是添加抗焦烧剂与添加间苯二酪经110°C烘箱放置1化后165°C的硫化曲线 图，从图中可W看出添加抗焦剂的橡胶组合物硫化曲线正常，而添加间苯二酪的橡胶组合 物不正常，Ti。时间短，硫化不足，该是由于长时间在高温下，过氧化物分解的大部分自由基 被间苯二酪捕捉或消灭。可见，添加本专利提出的抗焦烧效果比传统的抗焦烧剂间苯二酪 具有差异性和优越性。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例，对本发明做进一步阐述。
[001引实施例1 配方按重量份为： S元己丙橡胶；100 P虹； 防老剂畑（2,2,4-S甲基-1,2-二氨化嗟咐聚合体）；1.0 P虹； 炭黑和轻质碳酸巧；40 P虹； 石蜡油；10地r ; 交联剂BP0 (过氧化二苯甲酯）；1. 0 P虹； 抗焦烧剂；1，1-二苯基-2-苦阱0. 05地r。
[0014] 将上述配方按W下工艺制备橡胶组合物试样，测试性能。
[001引第一步；开启开炼机或密炼机，先加入橡胶后，再加入防老剂，炼