本发明涉及橡胶，具体为一种防水无毒三元乙丙橡胶及其制备方法。
背景技术：
1、三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和二烯三种单体在催化剂的存在下聚合而得到的。三元乙丙橡胶具有很好的化学稳定性，它的耐臭氧性能、耐老化性、耐药品性、耐气候性和耐热性都很优异。主要用于高级电缆材料、汽车部件尤其是用做汽车密封条、防风防雨胶布、防水建材、散热器胶管、防震器和轮胎侧胎等。此外，三元乙丙橡胶还广泛用于电子产品密封、高档家具、建筑桥梁和体育场馆建设等。
2、三元乙丙橡胶的不饱和度与其它高不饱和二烯烃类橡胶相比要低很多，在用硫黄硫化体系硫化时，硫化的活性较低，为了提高胶料的硫化速度和硫化程度，通常在配方中采用高用量的促进剂并用体系。三元乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，自粘性和互粘性很差，胶料当加入的促进剂含量高时，胶料易于喷霜。如何使得硫化效果更优是研究的方向，本发明提供一种防水无毒的三元乙丙橡胶，通过原料混合、工艺改性、添加自制杂化填料等手段，以解决以上问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种防水无毒三元乙丙橡胶及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种防水无毒三元乙丙橡胶，所述橡胶以杂化填料与混合三元乙丙橡硫化制得。
3、进一步的，所述杂化填料是以功能化石墨烯与改性白炭黑迈克尔加成杂化制备而成。
4、进一步的，所述混合三元乙丙橡胶为abs树脂与三元乙丙橡胶混合交联辐照硫化制得。
5、进一步的，一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，包括以下制备步骤：
6、(1)称取2份在110℃下真空预活化3h的纳米级白炭黑置于三口烧瓶中，加入5份溶剂加热至100-120℃，以200-600rpm速度搅拌0.5-1h；然后再加入0.3-0.5份六甲基二硅氮烷、0.1-0.2份3-氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份去离子水配制的混合处理剂，然后在100-120℃下继续以200-600rpm速度搅拌1-2h，改性结束后过滤，取滤物用乙醇洗涤3次，再将样品放入90℃的真空干燥箱中烘干，即得改性白炭黑；
7、(2)称取10份石墨烯并量取20-30份的单宁酸水溶液共同添加到的烧杯中，在50℃下、以400rpm速度搅拌2h后，然后将混合物放入水浴超声仪中，50-60khz功率超声30min，得到功能化石墨烯溶液；将改性白炭黑加入到功能化石墨烯溶液中，经过1-2h的剧烈搅拌，搅拌速度为400-600rpm后，再放入离心机中离心，离心速度为8000-12000rpm，时间为20min；离心后再将填料放入烘箱中，经过60℃下干燥48h得到干燥的杂化填料；
8、(3)将100-120重量份的三元乙丙橡胶、20-50份abs树脂、60-80份的杂化填料、20-30份的微米级碳酸钙、20-40份软化增塑剂、5重量份的和1-3份预分散硫黄、1-6份活性剂混合，得到混合物；将混合物放入密炼机中，在120℃下进行一段混炼约18-24min，放置24h后，制得母胶；将母胶放入硫化机中的模具内，加压范围是150-210kgf/cm2，升温到200-230℃，时间为40-50s，进行硫化；然后对硫化后的橡胶进行γ射线辐射处理，处理的辐射吸收剂量为80-120kgy；辐照后的橡胶进行二次硫化处理，加压范围是150-210kgf/cm2，升温到220-240℃，时间为60-100s，处理结束后降温至25℃制得成品三元乙丙橡胶。
9、进一步的，所述步骤(1)中溶剂为甲苯。
10、进一步的，所述步骤(1)中真空度均为-0.085mpa。
11、进一步的，所述步骤(2)中改性白炭黑与功能化石墨烯溶液的质量比为1:8-20。
12、进一步的，所述步骤(2)中单宁酸水溶液的质量浓度为0.03g/ml。
13、进一步的，所述步骤(3)中活性剂为硬脂酸。
14、进一步的，所述步骤(3)中软化增塑剂为石蜡油、芳烃油、环烷油其中的一种。
15、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
16、本发明以改性石墨烯与改性白炭黑复合制备杂化填料，与abs树脂与三元乙丙橡胶混合交联辐照硫化制得的橡胶混合，以实现力学性能优异、防水、无毒的效果。
17、首先，三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯与少量非共轭二烯烃单体共聚而得，由于非共轭二烯烃单体在三元乙丙橡胶的侧链上引入了不饱双键，由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，自粘性和互粘性很差导致硫化的活性较低，为了提高胶料的硫化速度和硫化程度，本发明利用辐照高能射线所提供的能量激活橡胶分子而产生大分子自由基，使得硫化反应活性提高，从而达到优化硫化效果；同时，大分子自由基之间的偶合反应而形成交联网络结构，进一步提高三元乙丙橡胶的力学性能，加入abs树脂作为骨架材料，使得混合后的橡胶交联的网状结构能够更加严密，能够支撑起橡胶基体，使其能够在长期使用下并能保持原有的形状，提高其综合力学性能。
18、其次，利用六甲基二硅氮为主、3-氨丙基三乙氧基硅烷为辅对白炭黑进行复合表面改性，白炭黑颗粒表面疏水性提高，作为填料添加进三元乙丙橡胶中进行综合改性；改性后的白炭黑纳米粒子表面具有疏水性的羟基硅烷，提高其分散性，颗粒能使涂层具有微纳粗糙结构，结合有机疏水基团能够进一步达到防水效果；再通过用助分散剂单宁酸修饰后的石墨烯与改性的白炭黑通过迈克尔加成反应复合，经过喷雾干燥制得杂化填料，解决了两种材料容易团聚发生堆叠的情况，大大地提高填料在三元乙丙橡胶中的分散性，有效协同改善橡胶力学性能的各种维度。
1.一种防水无毒三元乙丙橡胶，其特征在于，所述橡胶以杂化填料与混合三元乙丙橡硫化制得。
2.根据权利要求1所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶，其特征在于，所述杂化填料是以功能化石墨烯与改性白炭黑迈克尔加成杂化制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶，其特征在于，所述混合三元乙丙橡胶为abs树脂与三元乙丙橡胶混合交联辐照硫化制得。
4.一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂为甲苯。
6.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中真空度均为-0.085mpa。
7.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中改性白炭黑与功能化石墨烯溶液的质量比为1:8-20。
8.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中单宁酸水溶液的质量浓度为0.03g/ml。
9.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中活性剂为硬脂酸。
10.根据权利要求4所述的一种防水无毒三元乙丙橡胶的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中软化增塑剂为石蜡油、芳烃油、环烷油其中的一种。
