[发明专利]一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料，其由以下重量份配比的原料组成：三元乙丙橡胶：100份；高苯乙烯橡胶：10~30份；ZDMA：10~30份；SWCNT：5~10份；增塑剂：10份；填充剂：80份；防老剂：2份；硫化剂：3份；促进剂：1份；活化剂：6份。低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其包括以下步骤：按重量份数，分别称取上述原料；先后将各原料加入密炼机、开炼机中进行熔炼，制备成三元乙丙橡胶复合材料。本发明使用EPDM与高苯乙烯橡胶进行了并用，同时创造性地使用了ZDMA和SWCNT并用作为填料，生产的高硬度橡胶制品所需的填料较少，加工性能较好，硫化速度快且密度明显较低，既提高EPDM硫化胶的性能又不增大胶料的加工黏度。

技术领域

本申请涉及橡胶复合材料技术领域，特别涉及一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料、一种制备低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料的方法。

背景技术

三元乙丙橡胶（EPDM）是美国杜邦公司于20世纪60年代早期所研发的一类饱和聚烯烃合成橡胶，使用乙烯与丙烯的复合单体与非共轭二烯共聚而成。因为其高度饱和的分子链，使其具有良好的耐热、耐老化性能和抗氧化性能，高电阻率和热稳定性以及对极性溶剂和其他化学品的优异抗性，此外，EPDM作为密度较低的通用橡胶可以通过添加大量的填料以及油降低成本以及增强性能。如此卓越的综合特性，使之成为使用范围最为广泛的通用橡胶之一，常常适合于建筑型材、汽车应用、电力电缆绝缘、屋顶板和体育用品等领域。

根据应用环境及服役工况的不同，密封构件所用橡胶基体的类型也存在很大的差异。常用于密封材料的特种橡胶基体主要包括：硅橡胶（Q）、丁腈橡胶（NBR）、氯丁橡胶（CR）、氟橡胶（FKM）、聚氨酯橡胶（UR）及三元乙丙橡胶（EPDM）等，三元乙丙橡胶对臭氧老化、高温蒸汽、酸碱腐蚀及自然老化等条件都具有良好的耐受性，多用于机械制造领域的密封垫／圈、建筑防水片材及门窗密封等。密封性能主要是指在规定压力和时间内，不让内部介质泄漏的性能，现在市场对于密封材料的功能和品种提出更高、更多的要求，例如说更高的硬度以及更好的耐老化性能，但通常来说在传统的橡胶配方中，往往通过添加较多的填料和增塑剂以期达到性能要求，大量炭黑的加入能够显著的提高EPDM的硬度，但由于胶料的黏度较大，在共混和加工过程都很困难，直观表现为门尼黏度较大，往往通过添加较多的增塑剂（石蜡油）来改善胶料的加工性能，但是这又会导致EPDM密封材料的硬度和力学机械性能下降。为使得在不损失EPDM硫化胶的性能的前提下改善其加工性能是极为重要的，但一般来说要同时使得两种性能得到改善也是极为困难的。

因此，急需发明一种既提高EPDM硫化胶的性能又不增大胶料加工的门尼黏度的低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料，并且发明一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料的制备方法。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本申请提供一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料、一种制备低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料的方法。

根据本申请的一个方面，提供一种低门尼高硬度三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，由以下重量份配比的原料组成：三元乙丙橡胶：100份；高苯乙烯橡胶：10~30份；ZDMA：10~30份；SWCNT：5~10份；增塑剂：10份；填充剂：80份；防老剂：2份；硫化剂：3份；促进剂：1份；活化剂：6份；其中，高苯乙烯橡胶的苯乙烯含量为60~70%，ZDMA为甲基丙烯酸盐，SWCNT包括已预分散的单臂碳纳米管。

优选地，三元乙丙橡胶的门尼黏度为20~30ML1+4@125°C。

优选地，SWCNT还包括石蜡油，其中石蜡油的含量大于90%，单臂碳纳米管的含量为0.1%。