CN118126451A - 三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的三元乙丙橡胶复合材料，包括如下质量份的各组分：1～10份C5石油树脂、35～40天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂。C5石油树脂可以与天然橡胶及三元乙丙橡胶很好地相容在一起，且有利于后续使得后续胶料体系的熔融粘度适中，通过复配加入环保芳烃油，有利于帮助胶料中填料的混合和分散，有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料技术领域，特别是涉及一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
三元乙丙橡胶的英文简称为EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer，三元乙丙橡胶)，三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，三元乙丙橡胶具有优异的耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能，常用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域，应用广泛。
然而，由于三元乙丙橡胶在应用时，通常与其他材料复合使用，例如，加入填料增强机械强度等，而三元乙丙橡胶在与其他材料进行复合时，存在相容性较差的问题，制备得到的三元乙丙橡胶复合材料容易出现挤出困难，三元乙丙橡胶复合材料挤出光洁度较差，使得制备的得到的三元乙丙橡胶复合材料成品的表面颗粒感强，且具有一定微孔，影响三元乙丙橡胶复合材料成品品质，因此，对于橡胶行业来说，如何制备出光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料是一个有待于解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种三元乙丙橡胶复合材料及其制备方法与应用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种三元乙丙橡胶复合材料，包括如下质量份的各组分：1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂。
在其中一种实施方式，所述功能树脂为酚醛树脂。
在其中一种实施方式，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE。
在其中一种实施方式，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4～5：5～7：18～24。
在其中一种实施方式，所述促进剂包括NS及CZ中的至少一种。
在其中一种实施方式，所述填料为改性陶土。
在其中一种实施方式，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
在其中一种实施方式，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。
一种三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55份炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为110℃～120℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为130℃～140℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为130℃～135℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为95℃～100℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到所述三元乙丙橡胶复合材料。
一种所述的三元乙丙橡胶复合材料在制备胶管中的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述三元乙丙橡胶复合材料，采用C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶作为基体，C5石油树脂与天然橡胶、合成橡胶均有很好的相容性，也就是说，C5石油树脂可以与天然橡胶及三元乙丙橡胶很好地相容在一起，且有利于后续使得后续胶料体系的熔融粘度适中，有利于三元乙丙橡胶复合材料的挤出剥离，同时，通过复配加入环保芳烃油，环保芳烃油不仅与橡胶材料具有很好的相容性，且具有耐高温、低挥发等优点，能显著改善橡胶的加工性能，可以增强制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的抗风化、抗氧化性，且提高耐磨擦、抗衰老性，同时，有利于帮助胶料中填料的混合和分散，有利于填料很好地分散于胶料体系中，从而保证填料在胶料体系中分散均匀，不仅能起到很好的加强胶料机械强度的作用，且避免填料颗粒聚集分布，避免导致三元乙丙橡胶复合材料成品表面存在颗粒感，从而有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品。
附图说明
图1为一实施方式的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一实施方式，一种三元乙丙橡胶复合材料，包括如下质量份的各组分：1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55份炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂。
需要说明的是，C5石油树脂也成为碳五石油树脂，C5石油树脂具有剥离粘接强度高、快粘性好、粘接性能稳定，同时，熔融粘度适度、耐热性好，与高聚物基质的相容性好，且价格低等特点，开始逐步取代天然增粘树脂，广泛应用于工业生产中，天然橡胶为应用最广的橡胶材料，价格低廉，三元乙丙橡胶具有优异的耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能，再通过加入功能树脂，可以根据具体生产需要进行添加对应功能的功能树脂，从而增强三元乙丙橡胶复合材料成品的性能，再通过加入炭黑、环保芳烃油、氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡、填料、硫黄、促进剂及防焦剂等助剂，有利于保证制备得到机械强度高的三元乙丙橡胶复合材料成品，具体地，采用C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶作为基体，C5石油树脂与天然橡胶、合成橡胶均有很好的相容性，也就是说，C5石油树脂可以与天然橡胶及三元乙丙橡胶很好地相容在一起，且有利于后续使得后续胶料体系的熔融粘度适中，有利于三元乙丙橡胶复合材料的挤出剥离，同时，通过复配加入环保芳烃油，环保芳烃油不仅与橡胶材料具有很好的相容性，且具有耐高温、低挥发等优点，能显著改善橡胶的加工性能，可以增强制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的抗风化、抗氧化性，且提高耐磨擦、抗衰老性，同时，有利于帮助胶料中填料的混合和分散，有利于填料很好地分散于胶料体系中，从而保证填料在胶料体系中分散均匀，不仅能起到很好的加强胶料机械强度的作用，且避免填料颗粒聚集分布，避免导致三元乙丙橡胶复合材料成品表面存在颗粒感，从而有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品。
在其中一种实施方式，所述功能树脂为酚醛树脂。可以理解的，功能树脂采用酚醛树脂，酚醛树脂为无色或褐色透明固体，具有耐高温、耐酸性、耐热性等特点，向三元乙丙橡胶复合材料体系中加入酚醛树脂，可以起到补强剂、增塑剂、分散剂的作用，有利于提高三元乙丙橡胶复合材料的硬度、拉伸强度及耐磨性等，还可以提高胶料与金属之间的黏合性能，由于本三元乙丙橡胶复合材料体系中，采用氧化锌作为橡胶材料的增硬剂，酚醛树脂可以与氧化锌进行复配，在提高三元乙丙橡胶复合材料的硬度，以使得三元乙丙橡胶复合材料具备优良的耐蚀性、耐磨损性和延展性、延伸率的同时，还保证胶料体系与金属物氧化锌之间可以很好地相容在一起，使得氧化锌均匀分散于三元乙丙橡胶复合材料体系中，避免氧化锌出现聚集的情况，从而有利于避免三元乙丙橡胶复合材料成品的表面出现颗粒感，从而有利于保证制备得到光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料，成品品质高。
在其中一种实施方式，所述防老剂包括6PPD(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-1,4-phenylenediamin，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺)、TMQ及BLE。可以理解的，防老剂采用6PPD、TMQ及BLE复配使用，具体地，6PPD为常用的用于橡胶的防老剂，适用于天然橡胶和合成胶，TMQ及BLE也为常用的防老剂，通过6PPD、TMQ及BLE复配使用，产生协同效应，效果好，有利于大大提高三元乙丙橡胶复合材料的耐用性及使用寿命。本实施例中，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4～5：5～7：18～24。通过对防老剂6PPD、TMQ及BLE的用量进行严格限定，可以达到最优的协同作用，制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的耐用性及使用寿命最佳。
在其中一种实施方式，所述促进剂包括NS及CZ中的至少一种。可以理解的，NS及CZ均为常用感动硫化促进剂，NS为N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺，可以起到良好的硫化促进效果，CZ为高度活泼的后效促进剂，抗焦烧性能优良，加工安全，硫化时间短，有利于提高硫化效率，促进剂采用NS或CZ均可以达到良好的硫化促进效果。
在其中一种实施方式，所述填料为改性陶土。可以理解的，填料采用改性陶土，陶土为常用的填料，易于获得，价格低廉，本实施例中，对陶土进行改性，有利于提高陶土与三元乙丙橡胶复合材料体系的相容性，具体地，本实施例中，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
需要说明的是，由于陶土为颗粒状物质，且具有较大的密度及重量，不易分散于橡胶有机体系中，因此，而填料通常采用陶土作为填料，用于提高橡胶材料的机械强度，而陶土在与橡胶有机体系混合时，容易出现聚集，混合不均匀的情况，因此，且陶土的密度较大，质量较大，在橡胶材料基础成型时，在挤出螺杆的螺旋力作用下，陶土容易在离心力作用下容易挤出至橡胶材料的表面，从而使得橡胶材料的表面存在颗粒感，影响橡胶成品品质，本实施例中，通过先对陶土进行煅烧操作，可以使得陶土的结构膨胀化，烧结成多孔结构，有利于降低陶土的密度，且多孔结构大大提高了陶土的表面面积，再通过将煅烧后的陶土浸泡于巯基硅烷偶联剂，此时，有利于大大增加陶土与巯基硅烷偶联剂的接触面积，巯基硅烷偶联剂可以很好地渗入陶土煅烧后的骨架中，并很好地包覆于陶土的表面，巯基硅烷偶联剂可以对陶土进行改性，有利于提高陶土的活性，且通过巯基硅烷偶联剂作为有机溶剂中介，可以大大提高陶土与橡胶材料的相容性，也就是说，有利于将陶土更好地分散于C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶体系中，且此时，陶土经过煅烧后形成多孔结构，密度较小，在螺旋挤出时，不易甩出至三元乙丙橡胶复合材料外侧，从而有利于在制备得到机械强度好的三元乙丙橡胶复合材料成品的同时，大大改善三元乙丙橡胶复合材料成品表面光洁度及光滑度，大大提高了三元乙丙橡胶复合材料成品的品质。
在其中一种实施方式，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。可以理解的，N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺为常用的防焦剂，有利于对硫化反应进行控制，避免三元乙丙橡胶复合材料在硫化过程中出现局部烧焦的情况，保证硫化效果，从而有利于保证三元乙丙橡胶复合材料成品品质。
请参阅图1，一实施方式，本发明还提供上述三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S110、按质量份提供1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55份炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂。
需要说明的是，采用称量装置，精准按照质量份称取各物料，可以保证各物料的比例适中，用量适中，保证后续三元乙丙橡胶复合材料制备的正常进行。
S120、将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料。
需要说明的是，先将C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶三个基材材料加入密炼机中，进行密炼混合，有利于石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶先均匀混合在一起，形成均匀的基材体系，得到一段胶料。
S130、向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为110℃～120℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为130℃～140℃，得到二段胶料。
需要说明的是，在一段胶料中加入炭黑及填料，炭黑及填料均匀颗粒状结构，可以增强胶料的机械强度，且通过加入环保芳烃油，可以起到润滑的作用，有利于炭黑及填料更好地分散于胶料体系中，有利于制备得到胶料均匀的二段胶料。
S140、向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为130℃～135℃，得到三段胶料。
需要说明的是，通过在二段胶料中继续加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡及功能树脂等助剂，进行进一步搅拌密炼，可以对胶料的性能进行进一步改善，有利于后续制备得到性能及品质更好的三元乙丙橡胶复合材料成品。
S150、向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为95℃～100℃，得到终段胶料。
需要说明的是，通过加入硫黄作为硫化剂，并加入促进剂及防焦剂，再进行密炼，可以有利于硫化剂、促进剂及防焦剂等硫化反应助剂先与胶料混合均匀，有利于保证后续硫化反应的正常进行。
S160、将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到所述三元乙丙橡胶复合材料。
需要说明的是，通过双螺杆挤出机对终段胶料进行挤出成型，再通过硫化炉进行硫化反应，得到硫化后的胶料，得到三元乙丙橡胶复合材料，三元乙丙橡胶复合材料可以根据具体应用需要，制备成具体产品形状，上述三元乙丙橡胶复合材料的制备方法工艺简单，且采用C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶作为基体，C5石油树脂与天然橡胶、合成橡胶均有很好的相容性，也就是说，C5石油树脂可以与天然橡胶及三元乙丙橡胶很好地相容在一起，且有利于后续使得后续胶料体系的熔融粘度适中，有利于三元乙丙橡胶复合材料的挤出剥离，同时，通过复配加入环保芳烃油，环保芳烃油不仅与橡胶材料具有很好的相容性，且具有耐高温、低挥发等优点，能显著改善橡胶的加工性能，可以增强制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的抗风化、抗氧化性，且提高耐磨擦、抗衰老性，同时，有利于帮助胶料中填料的混合和分散，有利于填料很好地分散于胶料体系中，从而保证填料在胶料体系中分散均匀，不仅能起到很好的加强胶料机械强度的作用，且避免填料颗粒聚集分布，避免导致三元乙丙橡胶复合材料成品表面存在颗粒感，从而有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品。
在其中一种实施方式，所述功能树脂为酚醛树脂。可以理解的，由于本三元乙丙橡胶复合材料体系中，采用氧化锌作为橡胶材料的增硬剂，酚醛树脂可以与氧化锌进行复配，在提高三元乙丙橡胶复合材料的硬度，以使得三元乙丙橡胶复合材料具备优良的耐蚀性、耐磨损性和延展性、延伸率的同时，还保证胶料体系与金属物氧化锌之间可以很好地相容在一起，使得氧化锌均匀分散于三元乙丙橡胶复合材料体系中，避免氧化锌出现聚集的情况，从而有利于避免三元乙丙橡胶复合材料成品的表面出现颗粒感，从而有利于保证制备得到光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料，成品品质高。
在其中一种实施方式，所述防老剂包括6PPD(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-1,4-phenylenediamin，N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基对苯二胺)、TMQ及BLE。可以理解的，防老剂采用6PPD、TMQ及BLE复配使用，产生协同效应，效果好，有利于大大提高三元乙丙橡胶复合材料的耐用性及使用寿命。本实施例中，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4～5：5～7：18～24。通过对防老剂6PPD、TMQ及BLE的用量进行严格限定，可以达到最优的协同作用，制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的耐用性及使用寿命最佳。
在其中一种实施方式，所述促进剂包括NS及CZ中的至少一种。可以理解的，NS及CZ均为常用感动硫化促进剂，可以起到良好的硫化促进效果，CZ为高度活泼的后效促进剂，抗焦烧性能优良，加工安全，硫化时间短，有利于提高硫化效率，促进剂采用NS或CZ均可以达到良好的硫化促进效果。
在其中一种实施方式，所述填料为改性陶土。可以理解的，本实施例中，对陶土进行改性，有利于提高陶土与三元乙丙橡胶复合材料体系的相容性，具体地，本实施例中，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
需要说明的是，由于陶土为颗粒状物质，且具有较大的密度及重量，不易分散于橡胶有机体系中，因此，而填料通常采用陶土作为填料，用于提高橡胶材料的机械强度，而陶土在与橡胶有机体系混合时，容易出现聚集，混合不均匀的情况，因此，且陶土的密度较大，质量较大，在橡胶材料基础成型时，在挤出螺杆的螺旋力作用下，陶土容易在离心力作用下容易挤出至橡胶材料的表面，从而使得橡胶材料的表面存在颗粒感，影响橡胶成品品质，本实施例中，通过先对陶土进行煅烧操作，可以使得陶土的结构膨胀化，烧结成多孔结构，有利于降低陶土的密度，且多孔结构大大提高了陶土的表面面积，再通过将煅烧后的陶土浸泡于巯基硅烷偶联剂，此时，有利于大大增加陶土与巯基硅烷偶联剂的接触面积，巯基硅烷偶联剂可以很好地渗入陶土煅烧后的骨架中，并很好地包覆于陶土的表面，巯基硅烷偶联剂可以对陶土进行改性，有利于提高陶土的活性，且通过巯基硅烷偶联剂作为有机溶剂中介，可以大大提高陶土与橡胶材料的相容性，也就是说，有利于将陶土更好地分散于C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶体系中，且此时，陶土经过煅烧后形成多孔结构，密度较小，在螺旋挤出时，不易甩出至三元乙丙橡胶复合材料外侧，从而有利于在制备得到机械强度好的三元乙丙橡胶复合材料成品的同时，大大改善三元乙丙橡胶复合材料成品表面光洁度及光滑度，大大提高了三元乙丙橡胶复合材料成品的品质。
在其中一种实施方式，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。可以理解的，N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺为常用的防焦剂，有利于对硫化反应进行控制，避免三元乙丙橡胶复合材料在硫化过程中出现局部烧焦的情况，保证硫化效果，从而有利于保证三元乙丙橡胶复合材料成品品质。
一实施方式中，本发明还提供上述三元乙丙橡胶复合材料在制备胶管中的应用。需要说明的是，三元乙丙橡胶复合材料可以挤出成管状结构，制备成胶管，制备得到的胶管的表面光洁度高，表面光滑，成品品质好。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
上述三元乙丙橡胶复合材料，采用C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶作为基体，C5石油树脂与天然橡胶、合成橡胶均有很好的相容性，也就是说，C5石油树脂可以与天然橡胶及三元乙丙橡胶很好地相容在一起，且有利于后续使得后续胶料体系的熔融粘度适中，有利于三元乙丙橡胶复合材料的挤出剥离，同时，通过复配加入环保芳烃油，环保芳烃油不仅与橡胶材料具有很好的相容性，且具有耐高温、低挥发等优点，能显著改善橡胶的加工性能，可以增强制备得到的三元乙丙橡胶复合材料的抗风化、抗氧化性，且提高耐磨擦、抗衰老性，同时，有利于帮助胶料中填料的混合和分散，有利于填料很好地分散于胶料体系中，从而保证填料在胶料体系中分散均匀，不仅能起到很好的加强胶料机械强度的作用，且避免填料颗粒聚集分布，避免导致三元乙丙橡胶复合材料成品表面存在颗粒感，从而有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品。
下面为具体实施例部分。
实施例1
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：1份C5石油树脂、35份天然橡胶、60份三元乙丙橡胶、55份炭黑、15份环保芳烃油、5份氧化锌、5份硬脂酸、5份防老剂、5份微晶蜡、25份酚醛树脂、25份填料、5份硫黄、5份促进剂、1份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供1份C5石油树脂、35份天然橡胶、60份三元乙丙橡胶、55份炭黑、15份环保芳烃油、5份氧化锌、5份硬脂酸、5份防老剂、5份微晶蜡、25份酚醛树脂、25份填料、5份硫黄、5份促进剂、1份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到实施例1的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4：5：24。
本实施例中，所述填料为改性陶土，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
实施例2
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到实施例2的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4.5：6：22。
本实施例中，所述填料为改性陶土，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
实施例3
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：10份C5石油树脂、40份天然橡胶、65份三元乙丙橡胶、50份炭黑、5份环保芳烃油、1份氧化锌、1份硬脂酸、3.5份防老剂、1份微晶蜡、20份酚醛树脂、15份填料、1份硫黄、1份促进剂、0.5份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供10份C5石油树脂、40份天然橡胶、65份三元乙丙橡胶、50份炭黑、5份环保芳烃油、1份氧化锌、1份硬脂酸、3.5份防老剂、1份微晶蜡、20份酚醛树脂、15份填料、1份硫黄、1份促进剂、0.5份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到实施例3的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为5：7：18。
本实施例中，所述填料为改性陶土，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
对比例1
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到对比例1的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4.5：6：22。
本实施例中，所述填料为陶土。
对比例2
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到对比例2的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为3：7：24。
本实施例中，所述填料为改性陶土，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
对比例3
本实施例中，所述三元乙丙橡胶复合材料，以质量份计，包括以下组分：5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
本实施例提供的三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按质量份提供5份C5石油树脂、38份天然橡胶、62份三元乙丙橡胶、53份炭黑、10份环保芳烃油、3份氧化锌、3份硬脂酸、4份防老剂、3份微晶蜡、22份酚醛树脂、20份填料、3份硫黄、3份促进剂、0.8份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为115℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为135℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为132℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为98℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到对比例3的三元乙丙橡胶复合材料；
本实施例中，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为6：5：18。
本实施例中，所述填料为改性陶土，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
其中，实施例1～3及对比例1～3采用的促进剂均为NS，采用的防焦剂均为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺，对实施例1、实施例2、实施例3的三元乙丙橡胶复合材料及对比例1、对比例2及对比例3的三元乙丙橡胶复合材料的外观进行检查检测，检测各实施例及各对比例的三元乙丙橡胶复合材料的力学性能，具体性能测试结果如表1所示。
表1外观及性能测试结果
由表1测试结果可知，实施例1、实施例2及实施例3的三元乙丙橡胶复合材料的外观及老化性能均优于对比例1的三元乙丙橡胶复合材料，实施例1、实施例2及实施例3的三元乙丙橡胶复合材料的老化性能均优于对比例2-3的三元乙丙橡胶复合材料，也就是说，本发明的三元乙丙橡胶复合材料具有良好的外观，表面光滑无颗粒感，且具有更加优异的耐用性，通过采用C5石油树脂、天然橡胶及三元乙丙橡胶作为基体，并通过对陶土进行改性，且复配使用6PPD、TMQ及BLE作为防老剂，可以避免填料颗粒聚集分布，避免导致三元乙丙橡胶复合材料成品表面存在颗粒感，从而有利于三元乙丙橡胶复合胶料快速挤出，且制备得到表面光洁度高、表面光滑的三元乙丙橡胶复合材料成品，且制备得到的三元乙丙橡胶复合材料成品的耐用性好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，包括如下质量份的各组分：1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55份炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂。
2.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述功能树脂为酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂包括6PPD、TMQ及BLE。
4.根据权利要求2所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述6PPD、所述TMQ及所述BLE的质量比为4～5：5～7：18～24。
5.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂包括NS及CZ中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述填料为改性陶土。
7.根据权利要求6所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述改性陶土的处理方法为：
提供陶土，对所述陶土进行煅烧操作，得到多孔陶土；
提供巯基硅烷偶联剂，将所述多孔陶土加入所述巯基硅烷偶联剂中，并搅拌均匀，静置10min，得到所述改性陶土。
8.根据权利要求1所述的三元乙丙橡胶复合材料，其特征在于，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。
9.一种三元乙丙橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量份提供1～10份C5石油树脂、35～40份天然橡胶、60～65份三元乙丙橡胶、50～55份炭黑、5～15份环保芳烃油、1～5份氧化锌、1～5份硬脂酸、3.5～5份防老剂、1～5份微晶蜡、20～25份功能树脂、15～25份填料、1～5份硫黄、1～5份促进剂、0.5～1份防焦剂；
将所述C5石油树脂、所述天然橡胶及所述三元乙丙橡胶加入密炼机中，进行搅拌密炼，得到一段胶料；
向所述一段胶料中加入所述炭黑及所述填料，进行搅拌密炼，控制密炼温度为110℃～120℃，再注入所述环保芳烃油，控制密炼温度为130℃～140℃，得到二段胶料；
向所述二段胶料中加入所述氧化锌、所述硬脂酸、所述防老剂、所述微晶蜡及所述功能树脂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为130℃～135℃，得到三段胶料；
向所述三段胶料中加入所述硫黄、所述促进剂及所述防焦剂，进行搅拌密炼，控制密炼温度为95℃～100℃，得到终段胶料；
将所述终段胶料加入双螺杆挤出机中，进行挤出操作，得到挤出复合料，再通过硫化操作，得到所述三元乙丙橡胶复合材料。
10.一种权利要求1～8任一项所述的三元乙丙橡胶复合材料在制备胶管中的应用。
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