[發明專利]一種用于制造低硬度橡膠材料的組合物

無效

• 申請號: 200610147420.8
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101205336A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 張豐;戴旭旺;何譽娣;汪碧澄;林宏光
• 申請（專利權）人: 上海華向橡膠制品有限公司
• 主分類號: C08L23/16
• 分類號: C08L23/16;C08L45/00;C08K5/378;C08J3/24
• 代理公司: 上海華工專利事務所
• 代理人: 應云平;謝世杰

技術領域

本發明涉及化學工業領域的橡膠加工工業，具體地說，涉及一種橡膠組合物的配合技術，也就是提供一種用于制造低硬度高阻尼橡膠材料的組合物。

背景技術

隨著當今科學技術的迅猛發展，許多設備儀器都裝備了高靈敏高精度的儀器儀表，它們對于控制設備的正確運行、保持正常生產具有重要意義。但是隨著設備的運行速度越來越快，不可避免會有振動產生，對于這類精密儀器來講，即使是輕微的高頻振動也會造成儀器精度的偏差甚至影響它的正常使用。這會給科學實驗數據和生產工藝控制造成不良的后果。消除這類輕微高頻振動最有效的方法是采用對于小幅高頻振動具有高效阻尼能力的低硬度(邵爾A硬度≤10)彈性減振材料來吸收、阻隔，屏蔽這類振動，而且為了使設備能夠長期穩定運行，還要求這類阻尼材料具有耐老化、耐臭氧、耐熱、耐低溫等附加特性。現有的用于減振的橡膠材料大多硬度在邵爾A40～60之間，不能滿足上述精密儀表所需要的以低硬度橡膠材料來減振的要求(參見《橡膠制品實用配方大全》，謝忠麟、楊敏芳編，化學工業出版社，2004年2月第二版，P181)。為了追求低硬度而采用摻加大量油類軟化劑的方法，則會造成油噴出到表面，形成污染，并導致橡膠材料的物理機械性能降低，失去實用性。以往為了能制成低硬度橡膠材料，一般是采用硅橡膠或特殊的聚氨酯為原料，但是，一則它們價格昂貴，二則這類低硬度材料大多呈凝膠狀，缺乏足夠的彈性和形狀穩定性，不適宜用作減振制品(支座、襯墊等)。

發明內容

鑒于現有用于減振的橡膠材料在性能上存在的上述欠缺，本發明的旨在提供一種在一般橡膠加工廠都能方便地制備的硫化后呈現低硬度高阻尼特性的橡膠組合物。可借以制備適合于與各種精密儀器儀表配套的減振襯墊、支座等橡膠制品。

本發明是這樣實現的，它所提供的是一種適用于制造低硬度橡膠材料的組合物，其特征是，這種組合物以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的并用為基礎，以環烷烴油為軟化劑，以二硫化二嗎啉為硫化劑。

這兒，所以要以三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠的并用為基礎，首先是因為這兩種橡膠具有一個共同的特征，是允許填充多量的軟化劑而不會導致軟化劑向表面噴出和所得的橡膠材料性能大幅降低。

聚降冰片烯橡膠(PNR)是近年來開發的一種特殊橡膠，它是一種以降冰片烯單元結構為主鏈的高分子彈性體：

這種橡膠材料的特征是，分子量大(相對分子質量達到3000000以上)，密度低，可以制成能與海綿橡膠相比擬的極低硬度的實心橡膠材料，這是因為它對增塑劑有很高的吸收能力，而不會引起增塑劑噴出，并仍有很高的機械強度。

但是，這種橡膠與天然橡膠相似，耐氧化和耐臭氧性能較差，不過通過與乙丙橡膠并用可以獲得明顯改善，所以有人把乙丙橡膠稱作為聚降冰片烯橡膠的抗臭氧劑。此外，這種橡膠價格相對較貴，并用乙丙橡膠，有助于降低成本。

眾所周知，乙丙橡膠是乙烯和丙烯單體在齊格勒-納塔催化劑引發下經溶液聚合而成，其中丙稀單體的含量會對橡膠的彈性、強度等產生影響，對于本發明，丙稀單體在共聚物中的含量宜為20～30質量％。由于其分子主鏈不含雙鍵，使得它具有優異的耐臭氧性、耐熱性和耐低溫，在低溫-50℃下仍保持較好的彈性和較小的壓縮變形，但是不能用橡膠工業常用的硫化劑(硫黃或硫給予體)硫化，因此，人們在共聚反應時加入了少量能作為硫化反應活性點的非共軛二烯烴作為第三單體，形成三元共聚物，故稱作為三元乙丙橡膠(EPDM)。其化學結構如下：

式中，R為第三單體，常見的第三單體有5-乙叉-2-降冰片烯(ENB)和二環戊二烯(DCPD)兩種：

DCPD

ENB

就與聚降冰片烯橡膠并用時的相容性而論，當然以選用含有5-乙叉-2-降冰片烯(ENB)第三單體的三元乙丙橡膠更加適宜。還要指出的是乙丙橡膠同樣具有能夠大量填充軟化劑的能力，不過它與環烷烴類軟化劑的相容性特別好，故本發明選用環烷烴油作為軟化增塑劑。

試驗證明，為了使得到的低硬度橡膠材料具有能滿足使用要求的耐臭氧性、耐熱、彈性好、耐低溫等性能，三元乙丙橡膠與聚降冰片烯橡膠并用比，以質量計宜在25～35/75～65范圍內。若三元乙丙橡膠的并用量低于25質量％，則會影響制得的低硬度橡膠材料得耐臭氧等性能。若三元乙丙橡膠的并用量高于35質量％，則可能難以達到理想的高充油程度，以致得到的橡膠材料的硬度不能達到預效果。