一種耐穿刺橡膠材料及密封墊片制造技術

本申請涉及一種耐穿刺橡膠材料及密封墊片，屬于橡膠密封材料的技術領域，耐穿刺橡膠材料中，每100質量份的EPDM生膠中，至少添加有以下質量份的原料：硫化劑2

【技術實現步驟摘要】
一種耐穿刺橡膠材料及密封墊片


[0001]本申請涉及橡膠密封材料的領域，尤其是涉及一種耐穿刺橡膠材料及密封墊片。

技術介紹

[0002]三元乙丙橡膠(EPDM)的分子結構特點使其性能獨特，具有耐老化性能、耐化學介質性能、耐熱水/水蒸氣性能、電絕緣性能、沖擊彈性、低溫性能優異以及低密度、高填充的特點。這些特點決定了其在純橡膠制品領域的應用將越來越廣泛，如目前橡膠密封墊片就常常使用EPDM材料制成。國內外對EPDM性能的研究很多，但對其抗穿刺性能的研究較少，然而，EPDM的應用場景中對于其抗穿刺性能有較高的要求。
[0003]如在進行油墨的封裝時，常常使用EPDM橡膠墊片進行密封，以降低運輸、倉儲過程中內部油墨滲漏的可能，但是在油墨的封裝過程中，常常會多次穿刺EPDM橡膠墊片，使其產生較多穿孔，常規的EPDM橡膠墊片抗穿刺性能一般，一旦封裝過程中EPDM橡膠墊片上穿孔過多，就容易出現密封墊片密封性下降的問題，失去密封墊片應有的密封效果。

技術實現思路

[0004]為了改善目前常見的EPDM橡膠墊片容易因為穿孔過多而導致密封性下降的問題，本申請提供一種耐穿刺橡膠材料及密封墊片。
[0005]第一方面，本申請提供一種耐穿刺橡膠材料，采用如下的技術方案：
[0006]一種耐穿刺橡膠材料，每100質量份的EPDM生膠中，至少添加有以下質量份的原料：
[0007][0008]通過采用上述技術方案，由于膠料中特定添加了層狀填料和補強填料，層狀填料在膠料中相互重疊分布，相互之間形成支撐和力的傳遞鏈，補強填料則填充于層狀填料之間，從而對相鄰的層狀填料形成強有力的支撐。當橡膠材料受到穿刺外力時，這些相互支撐的層狀填料能夠將穿刺力進行分散，并傳遞給補強填料，這些補強填料又將穿刺力分散傳遞給更多的層狀填料，從而將穿刺力進行有效的分散。這就使得，即使受到的是小范圍的穿刺力，也有大范圍的橡膠分子和層狀填料、補強填料進行受力，大大降低了應力集中導致的橡膠局部撕裂的可能。
[0009]另外，分布于橡膠中的層狀填料和補強填料質地較硬，能夠對刺入的尖銳物體形
成阻滯，進一步降低橡膠材料被刺穿的可能性。
[0010]可選的，所述硫化劑為雙二五和硫黃按照質量比為(19
?
29)：1的混合物。
[0011]通過采用上述技術方案，三元乙丙橡膠常見的硫化體系有硫黃硫化體系、過氧化物硫化體系和反應性樹脂硫化體系，一般都采用單一的硫化體系。專利技術人意外發現，在過氧化物硫化劑雙二五的基礎上額外添加少量硫黃硫化劑，雖然對于最終得到的橡膠材料的拉伸強度影響不大，但是能夠顯著提高橡膠材料的拉伸強度保留率。
[0012]實際上，剛生產得到的三元乙丙橡膠的拉伸強度完全能夠符合油墨密封的要求，但是，油墨的倉儲環境往往較差，長時間高溫倉儲后，橡膠密封墊片的拉伸強度下降并發生硬化，硬化后的橡膠密封墊片密封效果下降明顯。因此，額外添加的硫黃提高橡膠材料的拉伸強度保留率意義重大。
[0013]但是，專利技術人也發現，相較于單一的過氧化物硫化體系，過氧化物和硫黃混用的硫化體系制備得到的橡膠材料抗穿刺性能有較少量的下降。這可能是由于，在硫化劑含量一定的基礎下，過氧化物硫化劑的反應活性更高，這就使得生成的碳碳鍵鍵能高于單硫鍵、雙硫鍵或多硫鍵。因此，需要嚴格限定硫化劑中硫黃的含量，以避免橡膠材料的抗穿刺性能下降過度。
[0014]可選的，所述層狀填料選自絹云母粉、納米二氧化錳、納米蒙脫土中的一種或多種。
[0015]通過采用上述技術方案，絹云母、納米二氧化錳和納米蒙脫土均是層狀的填料，添加到膠料中后，能夠形成相互堆疊的結構，從而提高橡膠材料的抗穿刺性能。
[0016]專利技術人意外的發現，當層狀填料特定選擇納米二氧化錳和/或納米蒙脫土時，能夠顯著提高橡膠材料的抗穿刺性能。這可能是由于，不管是納米二氧化錳還是納米蒙脫土，其不僅僅是層狀結構的填料，其也是納米尺寸的填料，具有納米材料特有的小尺寸效應，能夠與橡膠分子形成特殊的淤滲作用。
[0017]特定的，當層狀填料中有納米二氧化錳時，橡膠材料的各項性能均有較為明顯的上升。這可能是由于，納米二氧化錳對于過氧鍵有催化分解的作用，而雙二五硫化劑屬于過氧化物硫化劑，因此，納米二氧化錳能夠促進雙二五過氧鍵的分解，從而促進自由基的形成，以促進硫化過程的進行，并改善橡膠的最終硫化狀態。
[0018]此外，硫黃與納米二氧化錳形成了特殊的氧化
?
還原硫化體系，能夠進一步促進EPDM生膠的硫化，從而提高最終制備得到的橡膠材料的各項力學性能。因此，即使硫化劑中添加有硫黃，其最終制備得到橡膠材料的抗穿刺性能也比添加等質量雙二五硫化劑制備得到的橡膠材料的抗穿刺性能更好。
[0019]可選的，所述層狀填料為納米二氧化錳和納米蒙脫土按照質量比(2
?
3)：(10
?
15)的混合物。
[0020]通過采用上述技術方案，雖然納米二氧化錳具有能夠提高橡膠材料各項力學性能的效果，也能夠提高橡膠材料的抗穿刺性能。但是，專利技術人發現，納米二氧化錳的添加量必須嚴格控制。一旦納米二氧化錳的添加量過多，橡膠材料的拉伸強度保留率將會發生顯著的下降。這可能是由于，錳作為變價金屬，在橡膠氧化時，納米二氧化錳能夠加速氧化的鏈引發反應，一旦納米二氧化錳的添加量過高，將會對橡膠起到強烈的催化氧化作用，使橡膠材料的拉伸強度保留率下降。而若納米二氧化錳的添加量過少，則其與硫黃形成的氧化
?
還
原硫化體系效果減弱，橡膠材料的抗穿刺性能將會下降。
[0021]可選的，所述補強填料為白炭黑和煅燒高嶺土按照質量比(3
?
5)：(60
?
70)的混合物。
[0022]通過采用上述技術方案，白炭黑特別是氣相法白炭黑是硅橡膠良好的補強劑，能夠顯著提高橡膠材料的力學性能，但是，白炭黑的添加量需要嚴格控制，若白炭黑添加過量，容易導致膠料過度硬化，不利于生產。
[0023]高嶺土的加入能夠提高橡膠的力學性能，也能夠提高橡膠的耐磨性和化學穩定性。
[0024]可選的，還添加有5
?
8質量份的抗靜電劑，所述抗靜電劑選用硅烷化炭黑。
[0025]通過采用上述技術方案，EPDM具有良好的電絕緣性能，容易使電荷聚積產生靜電，從而造成吸塵、電擊，甚至產生火花導致爆炸等惡性事故的發生。炭黑導電穩定性好，成本低，能提高橡膠材料的耐磨性能，且對橡膠有良好的補強作用。但是炭黑在橡膠中的相容性存在一定問題，使用硅烷偶聯劑對炭黑進行硅烷化改性能夠提高炭黑在膠料中的相容性。且經過硅烷化改性的炭黑能夠將橡膠大分子鏈吸附在其表面，使得橡膠分子鏈很好的結合，并將外應力進行分散，這就使得橡膠層材料的抗穿刺性能得到進一步的提高。
[0026]可選的，所述抗靜電劑的制備工藝包括以下工藝步驟：
[0027]S1、炭黑溶液配制，在炭黑中加入無水乙醇和十六烷基三甲基溴本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：每100質量份的EPDM生膠中，至少添加有以下質量份的原料：2.根據權利要求1所述的一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：所述硫化劑為雙二五和硫黃按照質量比為(19
?
29)：1的混合物。3.根據權利要求1所述的一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：所述層狀填料選自絹云母粉、納米二氧化錳、納米蒙脫土中的一種或多種。4.根據權利要求3所述的一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：所述層狀填料為納米二氧化錳和納米蒙脫土按照質量比(2
?
3)：(10
?
15)的混合物。5.根據權利要求1所述的一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：所述補強填料為白炭黑和煅燒高嶺土按照質量比(3
?
5)：(60
?
70)的混合物。6.根據權利要求1所述的一種耐穿刺橡膠材料，其特征在于：還添加有5
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8質量份的抗靜電劑，所述抗...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱劍鋒，
申請(專利權)人：浙江歐爾賽斯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：