(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210919111.7 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710068 陕西省西安市长安区东 祥路 一号西北工业大 学长安校区 (72)发明人 张军平　杨东　冀建波　张禧澄　 杨莫涵　孔杰　 (74)专利代理 机构 郑州豫原知识产权代理事务 所(普通合伙) 41176 专利代理师 孙素姗 (51)Int.Cl. C08L 23/16(2006.01) C08L 91/06(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 7/26(2006.01)C08K 3/22(2006.01) C08K 3/30(2006.01) C08K 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种抗辐射三元乙丙橡胶复合材料及其制 备方法 (57)摘要 本发明属于橡胶复合材料技术领域， 具体涉 及一种抗辐射三元乙丙橡胶复合材料及其制备 方法。 橡胶复合材料由三元乙丙橡胶、 补强填料、 抗辐射剂、 助剂和硫化剂经高温硫化制成； 其中， 补强填料由炭黑、 白炭黑、 氧化铅和硫酸钡按照 3:1:1:0.6的重量比组成； 抗辐射剂由氮化硼和 石墨烯按照10:3的重量比组成； 基于100重量份 的三元乙丙橡胶， 补强填料用量为30～40重量 份， 抗辐射剂用量为13～20重量份， 助剂用量为 15～25重量份， 硫化剂用量为2.5～4重量份。 本 发明制备的三元乙丙橡胶复合材料具有优异力 学性能的同时兼顾抗辐射性能， 经过辐照后， 其 抗拉强度和回弹率性能的保持率≥90％， 具有优 异的抗辐照老化 性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 115232408 A 2022.10.25 CN 115232408 A 1.一种抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 所述橡胶复合材料由三元乙丙橡 胶、 补强填料、 抗辐射剂、 助剂和硫化剂经过高温硫化制成； 其中， 所述补强填料由炭黑、 白 炭黑、 氧化铅和硫酸钡按照3:1:1:0.6的重量比组成； 所述抗辐射剂由氮 化硼和石墨烯按照 10:3的重量比组成； 基于100重量份的三元乙丙橡胶， 所述补强填料的用量为30～40重量份， 所述抗辐射剂 的用量为13～20重量份， 所述助剂的用量为15～25重量份， 所述硫化剂的用量为2.5～4重 量份。 2.根据权利要求1所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 所述三元乙丙橡 胶为乙烯与丙烯的聚合物， 三元乙丙橡胶中乙烯含量 为60％， 丙烯含量 为40％。 3.根据权利要求1所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 所述炭黑为N550 炭黑， 粒径为25～30μm； 所述白炭黑为气相法白炭黑， 粒径为10～50nm， 比表面积为200～ 300m2/g。 4.根据权利要求1所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 所述助剂为活化 剂、 防老剂和软化剂， 所述活化剂为氧化锌和硬脂酸， 所述防老剂为防老剂DPPD和CTU， 所述 软化剂为石蜡油2 280。 5.根据权利要求4所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 所述硫化剂为过 氧化二异丙苯和助硫化剂， 所述助硫化剂为 二硫化四甲基秋兰姆。 6.根据权利要求5所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 其特征在于， 基于100重量份 的橡胶， 氧化锌的用量为5～8重量份， 硬脂酸的用量为1～3重量份， 防老剂DPPD 的用量为 0.5～1重量份， 防老剂CTU的用量为0.5～1重量份， 石蜡油2280的用量为2～3重量份， 过氧 化二异丙苯的用量 为2～3重量份， 二硫化四甲基秋兰姆的用量 为0.5～1重量份。 7.一种权利要求1 ‑6任一项所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料的制备方法， 其特征 在于， 包括以下步骤： 步骤1、 按比例称取 各原料组分； 步骤2、 塑炼及混炼： 将三元乙丙橡胶生胶加入密炼机进行塑炼2～3min， 依次加入助 剂、 补强填料和抗辐射剂密炼10～15mi n后得到混 炼胶； 步骤3、 将步骤2得到的混炼胶置于开炼机中开炼1～2min， 然后加入促进剂和硫化剂， 待完全混入胶料后， 薄通2～3 min， 按试样要求， 将混炼胶压成所需厚度， 下片后置于平板硫 化机中硫化， 硫化完成后开模具 取出裁片。 8.根据权利要求7所述的抗辐射三元乙丙橡胶复合材料的制备方法， 其特征在于， 步骤 3中， 所述硫化的压力为10～15 MPa， 温度为168～175℃， 时间为 400～800s。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115232408 A 2一种抗辐射 三元乙丙橡胶复合材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于抗辐射橡胶复合材料技术领域， 具体涉及一种抗辐射三元乙丙橡胶复 合材料及其制备 方法。 背景技术 [0002]耐辐射橡胶是一种在 γ、 β 射线辐射下可以保持橡胶原有的物理性能， 既能起到密 封的作用， 又可以抵抗高能射线的侵 蚀的特种橡胶， 在核反应堆、 核电系统、 航 天飞行器、 化 工、 医疗等高能辐射环境领域具有广阔的应用前 景。 [0003]随着我国核电站和空间技术的迅猛发展， 越来越多的橡胶制品被用于核反应堆装 置、 宇航装置、 医用防射线用品及防护衣具等方面。 由于高能辐射粒子和聚合物材料的相互 作用， 使橡胶材料产生电离和活化， 导致橡胶材料的力学性能发生变化， 从而会导致橡胶制 品的性能受到不同程度的破坏， 因此对橡胶制品的耐辐 射性能提出了更高要求。 现有的三 元乙丙耐辐射橡胶， 随抗辐射填料的增加， 耐辐射橡胶性能不佳， 且橡胶经过辐射降解后抗 张强度和回弹性变差， 而抗辐射填料减少后， 耐辐射 耐老化性能差， 稳定性下降。 因此， 如何 有效地保证具有优良抗辐射 性能的前提下保证力学性能具有重要意 义。 发明内容 [0004]为了解决上述问题， 本发明提出一种抗辐射三元乙丙橡胶复合材料及其制备方 法， 以三元乙丙橡胶作为材料基体， 选择炭黑、 白炭黑， 氧化铅和硫酸钡协同作为增强填料， 二维石墨烯和氮化硼协同作为抗辐射剂， 发出具有优异 抗辐射性能的三元乙丙橡胶复合材 料。 [0005]本发明的目的之一是提供一种抗辐射三元乙丙橡胶复合材料， 所述橡胶复合材料 由三元乙丙橡胶、 补强填料、 抗辐射剂、 助剂和硫化剂经过高温硫化制成； 其中， 所述补强填 料由炭黑、 白炭黑、 氧化铅和硫酸钡按照3:1:1:0.6的重量比组成； 所述抗辐射剂由氮化硼 和石墨烯按照10:3的重量比组成； [0006]基于100重量份的三元乙丙橡胶， 所述补强填料的用量为30～40重量份， 所述抗辐 射剂的用量为13～20重量份， 所述助剂的用量为 15～25重量份， 所述硫化剂的用量为2.5～ 4重量份。 [0007]优选的， 所述三元乙丙橡胶为 乙烯与丙烯的聚合物， 三元乙丙橡胶中乙烯含量为 60％， 丙烯含量 为40％。 [0008]优选的， 所述所述炭黑为N550炭黑， 粒径为25～30μm； 所述白炭黑为气相法白炭 黑， 粒径为10～5 0nm， 比表面积为20 0～300m2/g。 [0009]优选的， 所述助剂为活化剂、 防老剂和软化剂， 所述活化剂为氧化锌和硬脂酸， 所 述防老剂为防老剂 DPPD和CTU， 所述软化剂为石蜡油2 280。 [0010]优选的， 所述硫化剂为过氧化二异丙苯和助硫化剂， 所述助硫化剂为二硫化四甲 基秋兰姆。说　明　书 1/5 页 3 CN 115232408 A 3