[發(fā)明專利]一種離子交聯(lián)三元乙丙橡膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910065138.2
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109851973B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎遠波;趙均才
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江省仙居縣博達異型橡塑有限公司
• 主分類號: C08L51/04
• 分類號: C08L51/04;C08K5/3415;C08K5/098;C08J3/24;C08F255/06;C08F222/06;C08F8/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種離子交聯(lián)改性三元乙丙橡膠及其制備方法，該離子交聯(lián)三元乙丙橡膠由以下重量份計的原料制成：100份三元乙丙橡膠、5?10份含富電子共軛二烯結(jié)構(gòu)的異氰酸酯、2?5份引發(fā)劑、3?8份接枝改性劑、3?5份雙馬來酰亞胺和0.5?2份離子鍵交聯(lián)劑；制備方法為：通過糠醇和異氰酸酯反應(yīng)，合成帶有富電子共軛二烯結(jié)構(gòu)的異氰酸酯，加入羧酸接枝EPDM，通過羧酸與異氰酸酯的點擊反應(yīng)，將富電子二烯結(jié)構(gòu)引入到EPDM大分子鏈中，使得EPDM的側(cè)基上含有D?A反應(yīng)活性基團，再加入雙馬來酰亞胺和離子鍵交聯(lián)劑煉化，即可得到。本發(fā)明提供的離子交聯(lián)改性EPDM橡膠，拉伸強度性能優(yōu)良，斷裂伸長率高，可直接循環(huán)回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種離子交聯(lián)三元乙丙橡膠及其制備方法。

背景技術(shù)

離子交聯(lián)橡膠作為新一代綠色環(huán)保材料，以其優(yōu)異的物理機械性能和可循環(huán)利用的優(yōu)勢，引起國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。青島科技大學(xué)、華南理工大學(xué)等單位利用不飽和羧酸金屬鹽作為交聯(lián)劑對丁苯橡膠(SBR)進行增強改性，結(jié)果表明不飽和羧酸金屬鹽離子交聯(lián)作用能顯著提高橡膠材料的強度、模量、硬度、扯斷伸長率等力學(xué)性能，但由于共價鍵交聯(lián)過高導(dǎo)致改性橡膠不能重復(fù)使用，無法實現(xiàn)橡膠資源的循環(huán)利用。國內(nèi)其他橡膠研究機構(gòu)也采用相似的方法改性天然橡膠、三元乙丙橡膠(EPDM)等，仍未能解決共價鍵交聯(lián)過高問題。華中科技大學(xué)利用交聯(lián)改性技術(shù)，成功地研制出磺化SBR離子交聯(lián)型熱塑性彈性體，但該類彈性體材料由于力學(xué)性能達不到工程應(yīng)用要求，至今無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。上海交通大學(xué)等利用蒙脫土、氫氧化鎂等填料對離子交聯(lián)的EPDM、SBR、丁腈橡膠(NBR)、進行增強改性，雖能提高橡膠的抗老化性能、耐酸堿性能，但無機填料與橡膠基體的相互作用較弱，不能實現(xiàn)有效的增強，致使材料無法滿足工程應(yīng)用的要求。國外有關(guān)科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)將離子交聯(lián)技術(shù)應(yīng)用于各種橡膠制品的制造。如日本瑞翁公司成功開發(fā)了一種商品名為“ZSC”的高性能NBR/甲基丙烯酸鋅離子交聯(lián)橡膠，并將其應(yīng)用于汽車零部件、油田開發(fā)、裝甲車履帶等領(lǐng)域，但由于價格高、技術(shù)限制等原因，無法真正進入國內(nèi)市場。另外，從生產(chǎn)工藝角度看，由于在過氧化物引發(fā)的接枝化學(xué)改性過程中，會產(chǎn)生C-C鍵交聯(lián)副反應(yīng)，不利于離子交聯(lián)形成，這就對EPDM型材硫化工藝提出了更高的溫度精確控制要求。上述諸多問題嚴重制約了離子交聯(lián)技術(shù)在“綠色”橡膠工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，所以探究新的橡膠離子交聯(lián)方法，研發(fā)可循環(huán)回收利用的綠色環(huán)保型橡膠材料是目前科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界探索的核心課題之一。

本發(fā)明將離子交聯(lián)體系引入改性三元乙丙(EPDM)橡膠中，從而得到一種綜合性能優(yōu)異的改性三元乙丙(EPDM)橡膠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可循環(huán)回收利用的離子交聯(lián)三元乙丙橡膠及其制備方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種離子交聯(lián)三元乙丙橡膠，由以下重量份計的原料制成：100份三元乙丙橡膠(EPDM)、5-10份含富電子共軛二烯結(jié)構(gòu)的異氰酸酯(FA-MDI)、2-5份引發(fā)劑、3-8份接枝改性劑、3-5份雙馬來酰亞胺和0.5-2份離子鍵交聯(lián)劑。

上述離子交聯(lián)三元乙丙橡膠的制備方法，如下：通過糠醇和異氰酸酯反應(yīng)，合成帶有富電子共軛二烯結(jié)構(gòu)的異氰酸酯FA-MDI；通過EPDM，加入羧酸接枝改性劑、引發(fā)劑，反應(yīng)制得羧酸接枝EPDM；將FA-MDI加入羧酸接枝EPDM中共混煉化，通過羧酸與異氰酸酯的點擊反應(yīng)，將富電子二烯結(jié)構(gòu)引入到EPDM大分子鏈中，使得EPDM的側(cè)基上含有D-A反應(yīng)活性基團，再加入雙馬來酰亞胺交聯(lián)劑和離子鍵交聯(lián)劑，得到離子交聯(lián)三元乙丙橡膠。

上述技術(shù)方案中，進一步的，所述的異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、1,6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或幾種的混合體系。

進一步的，所述的EPDM為乙叉降冰片烯(ENB)型EPDM橡膠、雙環(huán)戊二烯(DCPD)型EPDM橡膠和1,4-己二烯型EPDM橡膠中的一種或幾種的混合物。