一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和非共轭二烯三种单体在催化剂的存在下共聚而得 到的，通常作为第三单体的不饱和二烯主要有亚乙基降冰片烯等。三元乙丙橡胶具有优异 的耐候性、耐臭氧性能、耐老化性和耐热性，很好的化学稳定性和良好的电绝缘性而广受赞 誉，由于其优异的性能广泛应用，尤其是应用于汽车部件，例如用做汽车密封条、电线电缆 等。
[0003] 然而，随着应用的扩展，对于三元乙丙橡胶的性能要求也提出了更高的要求。通 常，为了提高和改善三元乙丙橡胶的使用性能，尤其是增加三元乙丙橡胶的弹性和机械性 能，需要使用乙烯含量较高的三元乙丙橡胶或者在配方中添加大量的炭黑或者补强剂，但 这样生产的三元乙丙橡胶材料挤出性能和加工性能一般，尤其是作为汽车密封件产品来 说，这样会严重制约三元乙丙橡胶材料的使用。
[0004] CN101982491A公开了一种填充矿物性补强剂GC的耐热三元乙丙橡胶。尽管该三 元乙丙橡胶的原始性能好，具有很高的拉伸强度以及可以扩大原配方填充量等优点，但是 产品的挤出加工性能一般，从而限制了该其应用。
[0005] CN102153818A公开了一种硫酸钙晶须改性三元乙丙橡胶制备方法。该方法使用硫 酸钙晶须改性三元乙丙橡胶后，使得三元乙丙橡胶的强度高和性能稳定，但是产品的耐压 缩永久变形性能一般，使得其密封性和使用寿命都受到限制。
[0006] 因此，本领域亟需开发一种加工性能好并且兼具良好的力学性能的三元乙丙橡胶 组合物。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是克服现有的三元乙丙橡胶组合物中不能兼具良好的加工性能和 力学性能的缺陷，提供一种具有良好的加工性能和力学性能的三元乙丙橡胶组合物及其制 备方法。
[0008] 本发明的发明人研究发现，在三元乙丙橡胶中加入炭黑、硅酸盐碳酸钙和填充油 能够提高三元乙丙橡胶组合物的机械性能的同时大大改善挤出加工性能，并且还能有效的 控制成本。
[0009] 为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种三元乙丙橡胶组合物，其特征在于， 该组合物含有硫化的三元乙丙橡胶、炭黑、硅酸盐、纳米氧化锌、碳酸钙和填充油，所述硫化 的三元乙丙橡胶由三元乙丙橡胶经过硫化而获得，其中，相对100重量份的所述硫化的三 元乙丙橡胶，所述炭黑的含量为50-300重量份，优选为130-180重量份；所述硅酸盐的含量 为5-100重量份，优选为10-30重量份；所述纳米氧化锌的含量为1-50重量份，优选为5-20 重量份；所述碳酸钙的含量为10-100重量份，优选为30-80重量份；所述填充油的含量为 30-200重量份，优选为60-100重量份。
[0010] 另一方面，本发明还提供了一种上述三元乙丙橡胶组合物的制备方法，该方法包 括：将三元乙丙橡胶、炭黑、硅酸盐、碳酸钙、填充油、硫化剂、硫化促进剂、活化剂以及任选 的助剂进行共混后加热，得到三元乙丙橡胶组合物。
[0011] 根据本发明提供的三元乙丙橡胶组合物能够兼具良好的机械性能和良好的加工 性能，特别适用于汽车密封件产品。另外，本发明提供的三元乙丙橡胶组合物的制备方法能 够很好的控制成本，具有广泛的市场推广价值。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0013] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 在本发明中，术语"平均粒径"是指粒径大小的统计平均数。
[0015] 本发明提供了一种三元乙丙橡胶组合物，其中，该组合物含有硫化的三元乙丙橡 胶、炭黑、硅酸盐、纳米氧化锌、碳酸钙和填充油，所述硫化的三元乙丙橡胶由三元乙丙橡 胶经过硫化而获得，其中，相对100重量份的所述硫化的三元乙丙橡胶，所述炭黑的含量为 50-300重量份；所述娃酸盐的含量为5-100重量份；所述纳米氧化锌的含量为1-50重量 份；所述碳酸钙的含量为10-100重量份；所述填充油的含量为30-200重量份。
[0016] 尽管上述含量的炭黑、硅酸盐、碳酸钙和填充油可以实现本发明的发明目的，但是 为了进一步提高三元乙丙橡胶组合物的性能，优选情况下，相对100重量份的所述硫化的 三元乙丙橡胶，所述炭黑的含量为130-180重量份；所述硅酸盐的含量为10-30重量份；所 述纳米氧化锌的含量为5-20重量份；所述碳酸钙的含量为30-80重量份；所述填充油的含 量为60-100重量份。
[0017] 在本发明中，对于炭黑并没有特比的限定，可以为本领域常规使用的炭黑，优选情 况下，所述炭黑为平均粒径为25-30nm的炭黑。
[0018] 在本发明中，对于所述三元乙丙橡胶并没有特别的限定，优选情况下，所述三元乙 丙橡胶的重均分子量为15万-40万，优选为20万-30万。
[0019] 在本发明中，对于所述三元乙丙橡胶的组成并没有特别的限定，例如所述三元乙 丙橡胶可以为乙烯、丙烯和非共轭二烯三种单体共聚得到的三元乙丙橡胶，所述非共轭二 烯可以为亚乙基降冰片烯等。优选情况下，在所述三元乙丙橡胶中，乙烯结构单元的含量为 40-70重量％，更优选为50-60重量％。
[0020] 在本发明中，所述填充油可以为环烷油和/或白油。
[0021] 所述硅酸盐可以为硅酸钠、硅酸镁和硅酸钙中的一种或多种。
[0022] 所述纳米氧化锌的平均粒径为40_60nm。
[0023] 为了进一步提高三元乙丙橡胶组合物的性能，所述组合物还可以含有助剂，优选 情况下，相对100重量份的所述硫化的三元乙丙橡胶，所述助剂的含量为5-20重量份，更优 选为5-10重量份。
[0024] 根据本发明，所述助剂可以为聚乙二醇和分散助剂；优选情况下，在所述助剂中， 所述聚乙二醇和分散助剂的含量的重量比为1-3 :1，更优选为1-2 :1。
[0025] 在本发明中，所述分散助剂可以为明胶、海藻胶和纤维素中的一种或多种；所述聚 乙二醇的数均分子量为3000-30000。
[0026] 本发明还提供了一种上述三元乙丙橡胶组合物的制备方法，该方法包括：将三元 乙丙橡胶、炭黑、硅酸盐、纳米氧化锌、碳酸钙、填充油、硫化剂、硫化促进剂、活化剂以及任 选的助剂进行共混后加热，得到三元乙丙橡胶组合物。
[0027] 根据本发明，对于所述三元乙丙橡胶、炭黑、硅酸盐、纳米氧化锌、碳酸钙、填充油、 硫化剂、硫化促进剂、活化剂以及任选的助剂的用量并没有特别的限定，只要使得上述组成 的三元乙丙橡胶组合物即可。例如，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，所述炭黑的用量 可以为50-300重量份，所述硅酸盐的用量可以为5-100重量份，所述纳米氧化锌的用量为 1-50重量份，所述碳酸|丐的用量可以为10-100重量份，所述填充油的用量可以为30-200重 量份，所述硫化剂的用量可以为1-20重量份，所述硫化促进剂的用量可以为1-10重量份， 所述活化剂的用量可以为1-10重量份，所述任选的助剂的用量可以为5-20重量份。
[0028] 优选情况下，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，所述炭黑的用量可以为130-180 重量份，所述硅酸盐的用量可以为10-30重量份，所述纳米氧化锌的用量为5-20重量份；所 述碳酸钙的用量可以为30-80重量份，所述填充油的用量可以为60-100重量份，所述硫化 剂的用量可以为4-10重量份，所述硫化促进剂的用量可以为2-5重量份，所述活化剂的用 量可以为2-5重量份，所述任选的助剂的用量可以为5-10重量份。
[0029] 所述三元乙丙橡胶、炭黑、硅酸盐、纳米氧化锌、填充油以及任选的助剂的具体种 类和名称与上文描述相同，在此不再赘述。
[0030] 在本发明中，对于所述碳酸钙并没有特别的限定，考虑到成本的问题，优选情况 下，所述碳酸钙可以为碳酸钙含量为97-99重量％的轻质碳酸钙，所述轻质碳酸钙的平均 粒径可以为0.02-1微米。
[0031] 根据本发明，所述硫化剂可以为各种常规的用于使橡胶分子链起交联反应的硫化 剂，例如，可以为不溶性硫磺或不溶性硫磺和氧化钙的组合物，考虑到三元乙丙橡胶组合物 的性能和硫化的效率，优选为不溶性硫磺和氧化钙的组合物。
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