本發(fā)明涉及橡膠材料，尤其涉及一種三元乙丙橡膠材料及其制備方法與配套工藝。

背景技術：

1、在橡膠工業(yè)中，粘合是指橡膠與同質或與異質材料表面相接觸，靠范德華力物理作用或鍵合力化學作用所產生的結合。將橡膠材料和骨架材料很好地粘接可以制得具有不同構型和特性的復合件，這種復合體系在工業(yè)中有廣泛的應用。然而，由于橡膠與骨架材料之間的化學結構和力學性能具有巨大的差異，因此要獲得高強度的粘接效果有很大的困難，這在很大程度上限制了橡膠材料的性能上限，也在一定程度上減少了制品的使用壽命。

2、三元乙丙橡膠(epdm)作為一種飽和非極性橡膠，自身的粘結性較差，其粘合力一般為2-3n/mm，另外在epdm橡膠材料生產過程中往往會加入大量的炭黑和石蠟油作為填充劑，這會進一步降低epdm橡膠與骨架材料的粘合力。目前工業(yè)上常用預處理溶劑對epdm材料進行預處理，以增強粘合力，但是這種預處理機往往只針對某種特定配方的橡膠材料有效，并且成本較高，在企業(yè)多種產品布局生產過程中具有較大的使用局限性。

技術實現(xiàn)思路

1、基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種三元乙丙橡膠材料及其制備方法與配套工藝。

2、本發(fā)明提出的一種三元乙丙橡膠材料，包括以下質量份的原料：三元乙丙橡膠70-80份，氯丁橡膠20-30份，炭黑30-50份，白炭黑20-30份，環(huán)烷油5-20份，金屬氧化物5-13份，硬脂酸0.5-1.5份，增容劑2-3份，硫化交聯(lián)劑2-5份。

3、優(yōu)選地，所述的三元乙丙橡膠的第三單體為亞乙烯降冰片稀，第三單體含量為5.5％-9.0％。

4、優(yōu)選地，所述的三元乙丙橡膠的門尼粘度ml(1+4)125℃為25-55。

5、優(yōu)選地，所述的環(huán)烷油選自4010、tudalen?3370、tudalen?33767中的一種或多種。

6、優(yōu)選地，所述的氯丁橡膠為硫磺改性，具有低交聯(lián)度特性。

7、優(yōu)選地，所述的白炭黑為沉淀法白炭黑，表面硅羥基含量為3-8％。

8、優(yōu)選地，所述的金屬氧化物選自氧化鋅、氧化鎂中的一種或多種。

9、更優(yōu)選地，所述的氧化鋅、氧化鎂的質量比為(3-7)：(2-6)。

10、優(yōu)選地，所述的增容劑為epdm-g-mah。

11、優(yōu)選地，所述的硫化交聯(lián)劑選自dcp、taic、雙-25、tmptma中的一種或多種。

12、更優(yōu)選地，所述的硫化交聯(lián)劑由dcp與taic按質量比為(1.5-3.5)：(0.5-1.5)組成。

13、更優(yōu)選地，所述的硫化交聯(lián)劑由雙-25與tmptma按質量比為(1.5-3.5)：(0.5-1.5)組成。

14、本發(fā)明還提出一種三元乙丙橡膠材料的制備方法，包括以下步驟：

15、將三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、增容劑進行混合塑煉，塑煉完成后靜置；然后依次加入金屬氧化物、硬脂酸、炭黑、白炭黑、環(huán)烷油和硫化交聯(lián)劑，混合均勻后出片，得到三元乙丙橡膠材料。

16、優(yōu)選地，所述的塑煉設備為設備為法雷爾密煉機。

17、優(yōu)選地，所述的塑煉溫度為90-120℃，塑煉時間為10-25min。

18、優(yōu)選地，所述的靜置為室溫靜置，靜置時間為45-55h。

19、本發(fā)明還提出一種三元乙丙橡膠材料的配套工藝，包括以下步驟：

20、s1、將骨架材料進行表面處理，得到表面處理骨架材料；

21、s2、將表面處理骨架材料進行涂覆橡膠膠漿處理，得到涂覆處理骨架材料；

22、s3、將涂覆處理骨架材料與三元乙丙橡膠材料進行硫化處理，得到配套施工后復合件。

23、優(yōu)選地，所述的骨架材料選自黃銅、碳素結構鋼dc01、45#鋼中的一種。

24、優(yōu)選地，所述的s1中，表面處理包括粗糙處理、脫脂處理。

25、更優(yōu)選地，所述的粗糙處理包括將骨架材料進行等離子體處理2-3min。

26、更優(yōu)選地，所述的等離子體處理機功率為800-1200w。

27、本發(fā)明進行粗糙處理的作用在于提高骨架表面粗糙度，有益于骨架與膠漿之間的粘合。

28、更優(yōu)選地，所述的脫脂處理包括將等離子體處理后的骨架材料放入溶劑中浸泡、晾干，即得。

29、更優(yōu)選地，所述的溶劑為三氯乙烯。

30、更優(yōu)選地，所述的浸泡時間為10-20min。

31、更優(yōu)選地，所述的晾干為室溫晾干。

32、本發(fā)明進行脫脂處理的作用在于去除骨架表面的油脂，有益于骨架與膠漿之間的粘合。

33、優(yōu)選地，所述的s2中，橡膠膠漿包括氯丁橡膠膠漿、三元乙丙橡膠膠漿。

34、更優(yōu)選地，所述的氯丁橡膠膠漿的制備包括：向氯丁橡膠中加入二氯甲烷，攪拌溶解，即得。

35、更優(yōu)選地，所述的氯丁橡膠、二氯甲烷的質量比為(20-30)：(70-80)。

36、更優(yōu)選地，所述的三元乙丙橡膠膠漿的制備包括：向三元乙丙橡膠中加入二氯甲烷，攪拌溶解，即得。

37、更優(yōu)選地，所述的三元乙丙橡膠、二氯甲烷的質量比為(20-30)：(70-80)。

38、優(yōu)選地，涂覆橡膠膠漿處理包括向表面處理骨架材料涂敷氯丁橡膠膠漿，室溫晾干，再涂覆三元乙丙橡膠膠漿，烘干。

39、更優(yōu)選地，所述的烘干溫度為40-50℃。

40、更優(yōu)選地，所述的三元乙丙橡膠膠漿涂覆在氯丁橡膠膠漿上。

41、優(yōu)選地，所述的s3中，將涂覆處理骨架材料粘合面與三元乙丙橡膠材料貼合。

42、優(yōu)選地，所述的s3中，硫化處理選自共同硫化、單獨硫化中的一種。

43、更優(yōu)選地，所述的共同硫化包括將涂覆處理骨架材料與三元乙丙橡膠材料共同硫化處理，具體為：將涂覆處理骨架材料與三元乙丙橡膠材料在165-185℃、100-200kpa條件下熱壓處理5-10min。

44、更優(yōu)選地，所述的單獨硫化包括先將三元乙丙橡膠材料硫化處理，再與涂覆處理骨架材料貼合加熱處理，具體為：先將三元乙丙橡膠材料在165-185℃處理5-10min后得到硫化膠，再將硫化膠與涂覆處理骨架材料貼合在140-160℃條件下處理7-9h。

45、本發(fā)明的有益效果在于：

46、本發(fā)明一方面采用epdm橡膠材料與氯丁橡膠(cr)材料共混，利用cr橡膠分子鏈中1、4-反式結構，以及氯原子的強極性，可以有效的提高共混橡膠的內聚度和粘結性；白炭黑的表面富含硅氧烷結構、間隔羥基結構和相鄰羥基結構，反應活性高，極易吸收體系中的水分子，并且在表面形成氫鍵，由于這種氫鍵的作用將水束縛并均勻分布于整個膠料中，因而有效的減少了體系中水在粘結界面上的富集，阻止了水對粘合結構的破壞，上述兩種作用在橡膠基體層面增大與骨架材料的粘合強度。另一方面通過對骨架材料粘結面的處理，增加粘結面的表面能，通過涂覆兩種粘合劑改變骨架與橡膠材料接觸面的界面結構，進一步增大橡膠材料與骨架材料的粘合強度。因此本發(fā)明制備的epdm橡膠材料和與之配套的工藝流程具有提升橡膠材料與骨架材料粘合強度的特點，可以應用于epdm與骨架復合橡膠制品。

47、本發(fā)明從epdm橡膠配方以及橡膠與黃銅骨架材料的粘結工藝兩方面入手，經過測試，三元乙丙橡膠與黃銅骨架的粘結力從11n/mm提高到22n/mm，有效改善了三元乙丙橡膠與金屬骨架的粘合力。