【技术实现步骤摘要】
本申请涉及橡胶制备，更具体地说，它涉及一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料及其制备方法。
技术介绍
1、板式换热器作为一种高效热交换设备，是液-液、液-汽进行热交换的理想设备，具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点，被广泛应用于化工、食品、制药、航空航天、能源等领域。板式换热器密封垫片是板式换热器核心部件之一，不仅起着密封介质与导流的作用，还必须能够承受极端的温度和腐蚀性环境。然而，现有的垫片材料在面对高温、腐蚀性介质以及频繁的清洗和消毒循环时，往往表现出性能上的局限性。
2、三元乙丙胶（epdm）垫片是板式换热器常用垫片之一，主要应用于热水、水蒸汽、食用饮料、牛奶、食用油等领域的高温杀菌。尽管epdm垫片在耐高温和耐化学腐蚀方面具有较好的性能，但其仍存在如下不足：（1）epdm垫片在长期使用过程中，特别是在频繁的拆装和清洗过程中，其机械强度和耐磨性不足，导致密封性能下降，需要频繁更换；（2）epdm垫片对油类介质（尤其是矿物油和食用油）的耐受性较差，在油类介质中容易发生溶胀和降解，导致密封失效的同时，还有可能对食品安全造成影响；（3）在长期高温环境下，epdm垫片容易发生热老化现象，导致材料变硬、龟裂，从而影响密封性能和使用寿命。随着科学技术的不断发展和人们生活水平的不断提高，对食品安全越来越重视。现有epdm垫片存在的问题已经不足以满足当前生产要求。基于上述陈述，本专利技术提供了一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料及其制备方法。
技术实现思路b>
1、为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本申请提供了一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供了一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，采用如下的技术方案：
3、一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物90-110份、功能填料70-90份、活化剂4-6份、增塑剂1-3份、防老剂1-3份、软化剂2-3份、硫化剂3-5份、助交联剂0.5-2份。
4、优选的，所述耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物95-105份、功能填料75-85份、活化剂4.5-5.5份、增塑剂1.5-2.5份、防老剂1.5-2.5份、软化剂2.2-2.8份、硫化剂3.5-4.5份、助交联剂1-1.6份。
5、优选的，所述耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物100份、功能填料80份、活化剂5份、增塑剂2份、防老剂2份、软化剂2.5份、硫化剂4份、助交联剂1.2份。
6、优选的，所述三元乙丙橡胶共混物由三元乙丙橡胶a、三元乙丙橡胶b和聚乙烯混合得到。
7、优选的，所述三元乙丙橡胶a、三元乙丙橡胶b和聚乙烯的质量比为1：1-1.5：0.2-0.3，其中，三元乙丙橡胶a的门尼粘度为20-30mu，三元乙丙橡胶b的门尼粘度为70-90mu，聚乙烯为低密度聚乙烯，且低密度聚乙烯熔体流动速率为4-8g/10min。
8、优选的，所述活化剂为质量比8-12：0.3-0.8的氧化锌和丙烯酸十八酯。
9、优选的，所述增塑剂为聚乙二醇-4000。
10、优选的，所述防老剂为质量比0.5-1.5：0.7-1的防老剂mb和防老剂rd的混合物。
11、优选的，所述软化剂为石蜡油6030。
12、优选的，所述硫化剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯。
13、优选的，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。
14、优选的，所述功能填料由以下方法制得：
15、（1）将炭黑和硫酸钡加入温度为50-70℃的水中，搅拌混合后加入硅烷偶联剂，超声分散1-2h，得悬浮液；
16、（2）向上述悬浮液中加入硅酸钠与交联剂，升温至60-80℃，继续超声1-2h，过滤，干燥，即得功能填料。
17、优选的，所述步骤（1）中炭黑、硫酸钡、水、硅烷偶联剂的质量比为24-28：4-6：100：1-2。
18、优选的，所述炭黑为质量比45-55：15-25：5-15的n550、n660和n990的混合物。
19、优选的，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
20、优选的，所述步骤（2）中悬浮液、硅酸钠与交联剂的质量比为50-60：1-3：0.5-1。
21、优选的，所述交联剂为质量比4-5：1-2的1.6-已二胺和l-赖氨酸。
22、第二方面，本申请提供了一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料的制备方法，采用如下的技术方案：
23、一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料的制备方法，包括以下制备步骤：
24、s1、在密闭式炼胶机中加入三元乙丙橡胶共混物，塑炼，混合均匀得生胶；
25、s2、向s1生胶中加入活化剂、增塑剂、防老剂、软化剂进行第一混炼，得到第一混炼产物，向第一混炼产物添加功能填料，均匀混合，制成第二混炼产物；
26、s3、在开放式炼胶机中，将s2中制得的第二混炼产物，与硫化剂和助交联剂进行混炼，制备最终橡胶混炼胶；
27、s4、将s3中橡胶混炼胶在硫化机中进行加热加压硫化，冷却，定型，即得耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料。
28、优选的，所述s1中密闭式炼胶机的温度为85-100℃，塑炼转速40-50rpm，塑炼时间为30s-60s。
29、优选的，所述s2中第一混炼产物的混炼温度为130-150℃，混炼转速为50-60rpm，混炼时间为120-180s；所述第二混炼产物的混炼温度为140-160℃，混炼转速为70-80rpm，混炼时间为180-300s。
30、优选的，所述s3中混炼温度为150-160℃，混炼转速为60-80rpm，混炼时间为120-180s。
31、优选的，所述s4中硫化温度150-180℃，硫化时间10-30 min，硫化压力为15-20mpa。
32、综上所述，本申请具有以下有益效果：
33、本申请利用两种三元乙丙橡胶合用可以增强分子间的相互作用，提高复合材料的拉伸强度、撕裂强度、耐磨性等物理机械性能，聚乙烯的加入可以改善三元乙丙橡胶的加工性能，并且可以进一步增强三元乙丙橡胶的强度、耐用性、柔韧性和耐腐蚀性，有助于提升橡胶制品的柔韧性和减震效果，使其在不同应用场景下更加适用。
34、本申请利用硅烷偶联剂对炭黑和硫酸钡处理后，加硅酸钠和交联剂反应制得功能填料，提高了填料在橡胶基体中的分散性和稳定性，减少了填料团聚现象的发生，显著提升三元乙丙橡胶制品的强度、硬度、耐磨性、耐老化性、耐热性、耐酸碱性等综合性能，通过添加不同型号的的炭黑，使得材料兼具比表面积大和结构性高的优点，比表面积大的炭黑能够与橡胶分子链形成强烈的相互作用，显著提高epdm制品的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性，结构性高的炭黑能形成更多本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物90-110份、功能填料70-90份、活化剂4-6份、增塑剂1-3份、防老剂1-3份、软化剂2-3份、硫化剂3-5份、助交联剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物100份、功能填料80份、活化剂5份、增塑剂2份、防老剂2份、软化剂2.5份、硫化剂4份、助交联剂1.2份。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶共混物由三元乙丙橡胶A、三元乙丙橡胶B和聚乙烯混合得到。
4.根据权利要求3所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶A、三元乙丙橡胶B和聚乙烯的质量比为1：1-1.5：0.2-0.3，其中，三元乙丙橡胶A的门尼粘度为20-30MU，三元乙丙橡胶B的门尼粘度为70-90MU，聚乙烯为低密度聚乙烯，且低密度聚乙烯熔体流动速率为4-8g/10min。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级
6.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述功能填料由以下方法制得：
7.根据权利要求6所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述炭黑为质量比45-55：15-25：5-15的N550、N660和N990的混合物。
8.根据权利要求6所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述交联剂为质量比4-5：1-2的1.6-已二胺和L-赖氨酸。
9.一种权利要求1-8任一项所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
10.根据权利要求9所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料的制备方法，其特征在于，所述S2中第一混炼产物的混炼温度为130-150℃，混炼转速为50-60rpm，混炼时间为120-180s；所述第二混炼产物的混炼温度为140-160℃，混炼转速为70-80rpm，混炼时间为180-300s。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物90-110份、功能填料70-90份、活化剂4-6份、增塑剂1-3份、防老剂1-3份、软化剂2-3份、硫化剂3-5份、助交联剂0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：三元乙丙橡胶共混物100份、功能填料80份、活化剂5份、增塑剂2份、防老剂2份、软化剂2.5份、硫化剂4份、助交联剂1.2份。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶共混物由三元乙丙橡胶a、三元乙丙橡胶b和聚乙烯混合得到。
4.根据权利要求3所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶a、三元乙丙橡胶b和聚乙烯的质量比为1：1-1.5：0.2-0.3，其中，三元乙丙橡胶a的门尼粘度为20-30mu，三元乙丙橡胶b的门尼粘度为70-90mu，聚乙烯为低密度聚乙烯，且低密度聚乙烯熔体流动速率为4-8g/10min。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的食品级垫片材...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄怡建，黄兆宇，李妮，
申请(专利权)人：常州勤创汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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