CN101081916A - 氟橡胶和氯醚橡胶配方 - Google Patents

氟橡胶和氯醚橡胶配方 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种氟橡胶和氯醚橡胶配方。内层氟橡胶的组份有氟胶、热裂法炭黑N990、2，5－二甲基－2，5－双己烷、三烯丙基氰脲酸酯、巴西棕榈蜡；中层和外层氯醚橡胶的组份有氯醚橡胶C、氯醚橡胶H、快压出炭黑N550、防老剂NBC、加工助剂R－300、硬脂酸、增塑剂RS－107、四氧化三铅、乙撑硫脲NA－22、增塑剂W－305ELS、防焦剂CTP－80。采用本发明的内层为氟橡胶和外层为氯醚橡胶的胶管，提高了耐高温、耐热油、耐臭氧性能，以及燃油胶管对燃油渗透的要求等方面的问题。

Description

氟橡胶和氯醚橡胶配方
技术领域
本发明涉及橡胶技术配方，特别涉及一种氟橡胶和氯醚橡胶配方。
背景技术
我国汽车用燃油胶管系统普遍使用的是丁腈橡胶/骨架层/氯丁橡胶。这种材料具有优良的耐油、耐老化及耐磨、低透气和凝力高等性能，但耐臭氧性能差。虽然丁腈橡胶可在120℃下连续使用，且耐油性能优良，价格低廉，但是燃油胶管在使用过程中要和各种油类长期接触，油类能渗透到橡胶中使其发生溶胀，产生了分子互相扩散，进而使硫化橡胶的网状结构发生变化，致使橡胶的强力和其他力学性能降低。且随着汽车行业的发展，环境保护意识的增强，原有的燃油胶管性能已不能满足汽车日新月异的性能要求，现在的燃油胶管要求耐150~300℃的高温，且对油渗透性能要求非常高，耐臭氧要求也由原来的50pphm提高到200pphm，因此就必须有一种新产品满足汽车的这种性能要求。
老燃油胶管内层丁腈(NBR)配方
  序号     原材料名称     配方(％)
    1     丁腈橡胶     45
    2     二辛脂     5
    3     高耐磨碳黑N330     20
    4     轻钙     22
    5     防老剂甲     1.1
    6     防老剂4010NA     0.6
    7     工业硫磺     1
    8     工业水扬酸     0.5
    9     工业硬脂酸     0.2
    10     硫化促进剂CZ     0.8
    11     硫化促进剂DM     0.8
    12     石腊     1
    13     氧化锌     2
    合计     100
老燃油胶管外层氯丁(CR)配方
  序号     原材料名称     配方(％)
    1     氯丁     40
    2     快压出炭黑N550     25
    3     半补强炭黑N774     18.5
    4     二辛脂     10
    5     氧化锌     2
    6     防老剂甲     1
    7     防老剂4010NA     1
    8     石蜡     1
    9     促进剂CZ     0.5
    10     促进剂TMTD     1
    合计     100
发明内容
本发明的目的主要是解决现有胶管在耐高温、耐热油、耐臭氧性能差以及燃油胶管对燃油渗透的要求等方面的问题。而设置有氟橡胶为内层的燃油胶管就是这么一种产品，由于氟橡胶在主链或侧链的碳原子上含有氟原子和一种合成高分子弹性体，氟原子的电负性极高，故具有极佳的耐燃油性。氟橡胶拥有键能很高的碳氟键(C-F)，所以具有高度的稳定性使得氟橡胶具有很高的耐热性。氟橡胶对日光、臭氧的作用十分稳定，可在200PPhm浓度的臭氧中长期使用。
表1：内层氟胶配方表
    序号     组份     重量百分比含量
    1     氟胶     40~90
    2     热裂法炭黑N990     5~50
    3     2，5-二甲基-2，5-双己烷     0.5~10
    4     三烯丙基氰脲酸酯     0.5~10
    5     巴西棕榈蜡     0.5~5
氯醚橡胶系侧基上含有氯的聚醚型橡胶，是由含有环氧基的环状醚开环聚合而成的高分子弹性体。由于氯醚橡胶是主链含有醚键C-C-On，侧链含氯甲基(-CH2CI)的饱和脂肪族聚醚。这种化学结构，决定了氯醚具有很好的耐热老化和耐臭氧性；优异的耐油性和耐渗透性。
表2：中层和外层氯醚橡胶配方表
    序号     组份     重量百分比含量
    1     氯醚橡胶C     10~50
    2     氯醚橡胶H     10~50
    3     快压出炭黑N550     10~50
    4     防老剂NBC     0.5~5
    5     加工助剂R-300     0.5~3
    6     硬脂酸     0.3~2
    7     增塑剂RS-107     1~5
    8     四氧化三铅     1~7
    9     乙撑硫脲NA-22     0.5~2
    10     增塑剂W-305ELS     1~5
    11     防焦剂CTP-80     0.5~5
具体实施方式
氟胶内层实施方式：
含量以重量百分比计
    序号     组份   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5     实施例6
    1     氟胶     75     40     90     45     65     65
    2     热裂法炭黑N990     20     56.5     5     50     15     18
    3     2，5-二甲基-2，5-双已烷     2     0.5     3     2.5     10     5
    4     三烯丙基氰脲酸酯     0.5     2     1.5     2     5     10
    5     巴西棕榈蜡     2.5     1     0.5     0.5     5     2
    合计     100     100     100     100     100     100
氯醚中层和外层实施方式：
含量以重量百分比计
    序号     组份 实例7 实例8 实例9 实例10 实例11 实例12 实例13 实例14 实例15 实例16
    1     氯醚橡胶C     10     50     15     20     40     25     30     25     35     38
    2     氯醚橡胶H     45     10     50     10     30     35     30     30     16     29
    3     快压出炭黑N550     31     25     15     50     10     20     20     25     40     17
    4     防老剂NBC     0.7     1     0.5     0.8     5     2     5     2     0.6     2.4
    5     加工助剂R-300     3     0.5     1     2     2.5     1.5     2     2     0.8     0.5
    6     硬脂酸     0.5     1     0.3     2     1.2     1     1.4     1     0.7     1.3
    7     增塑剂RS-107     1     3.3     5     5     4     2     3.6     3.5     1.3     2.8
    8     四氧化三铅     5     4     4     1     3     7     2     5     1.5     3.1
    9     乙撑硫脲NA-22     2     1.2     1     1.2     0.8     0.5     1.5     1.5     1.4     1
    10     增塑剂W-305ELS     1     2     3.2     5     2.5     2     4     3.5     1.6     2.4
    11     防焦剂CTP-80     0.8     2     5     3     1     4     0.5     1.5     1.1     2.5
    合计     100     100     100     100     100     100     100     100     100     100
下面是内层氟胶与丁腈橡胶的性能实测对比。
    序号     试验条件   内层技术要求 氟胶实测值 丁腈实测值
    1 硬度 邵尔A
    1.1 供货状态     80±5     78     77
    1.2 耐热存放后 70h/135℃     0~+6     +4     断裂
    1.3 耐燃料FAM2存放后 168h/23℃     0~-12     -8     -18
    1.4 耐燃料FAM2存放后紧接着的干燥22h/150℃     0~+6     +2     +10
    1.5 耐菜油甲酯存放后
94h/100℃     ±6     +4     +10
504h/100℃     ±10     +3     +14
    1.6 耐菜油甲酯存放后紧按着的干燥22h/80℃
94h/100℃     ±6     +5     +12
504h/100℃     ±10     +4     +16
    2 重量改变％
    2.1 耐燃料FAM2存放后 168h/23℃     0~+10     2.4     55.2
    2.2 耐燃料FAM2存放后紧接着的干燥22h/150℃     ±2     1.7     10.6
    2.3 按照在菜油甲酯中的存储
94h/100℃     -2~+5     -0.7     -3.5
504h/100℃     -2~+10     -0.9     -4.7
    2.4 耐菜油甲酯存放后紧按着的干燥22h/80℃
94h/100℃     -2~+5     -0.4     +3.8
504h/100℃     -2~+10     -0.3     +7.4
    3 拉伸强度N/mm2
    3.1 供货状态     ≥8     18.7     12.8
    3.2 耐热存放后 70h/135℃     ≥8     19.4     断裂
    3.3 耐燃料FAM2存放后 168h/23℃     ≥7     16.7     2.8
    3.4 耐燃料FAM2存放后紧接着的干燥22h/150℃     ≥7     17.5     7.8
    3.5 耐菜油甲酯存放后
94h/100℃     ≥7     15.4     10.2
504h/100℃     ≥6     13.9     9.3
    3.6 耐菜油甲酯存放后紧按着的干燥22h/80℃
94h/100℃     ≥7     16.6     11.3
504h/100℃     ≥6     14.2     10.7
    4 断裂伸长 ％
    4.1 供货状态     ≥250     356     402
    4.2 耐热存放后 70h/135℃     ≥200     319     断裂
    4.3 耐燃料FAM2存放后 168h/23℃     ≥200     336     67
    4.4 耐燃料FAM2存放后紧接着的干燥22h/150℃     ≥200     344     142
    4.5 耐菜油甲酯存放后
94h/100℃     ≥200   296   210
504h/100℃     ≥150   289   169
    4.6 耐菜油甲酯存放后紧按着的干燥22h/80℃
94h/100℃     ≥200   315.   243
504h/100℃     ≥150   279   195
    5 供货定伸应力值100％ N/mm2     ≥4   4.5   4.1
    6 再次撕拉强度 N/mm
    6.1 供货状态     ≥2.5   4.3   10.6
    6.2 耐燃料FAM2存放后168h/23℃     ≥1.8   2.6   1.9
    7 永久变形％ 22h/135℃     ≤85   72.6   95.3
    8 耐寒性能 22h/-35℃     无裂纹   无裂纹   断裂
    9 对铜的腐蚀作用     没有变黑色   没有变黑色   没有变黑色
    10 耐腐蚀性     无腐蚀   无腐蚀   无腐蚀
下面是氯醚橡胶与氯丁橡胶的性能实测对比。
    序号     试验条件   中层和外层要求 氯醚实测值 氯丁实测值
    1 硬度 邵尔A
    1.1 供货状态     68±5     72     70
    1.2 耐热存放后
70h/150℃     0~+10     +7     断裂
1000h/125℃     0~+12     +9     断裂
    1.3 耐机油存放后 72h/100℃     ±5     +2     +8
    2 重量改变 ％
    2.1 耐机油存放后 72h/100℃     ±5     +2.3     +4.6
    3 拉伸强度 N/mm2
    3.1 供货状态     ≥10     14.5     12.6
    3.2 耐热存放后
70h/150℃     ≥10     16.2     断裂
1000h/125℃     ≥8     11.2     断裂
    3.3 耐机油存放后 72h/100℃     ≥7     13.4     9.4
    4 断裂伸长 ％
    4.1 供货状态     ≥250   378 431
    4.2 耐热存放后
70h/150℃     ≥200   326 断裂
1000h/125℃     ≥130   186 断裂
    4.3 耐机油存放后 72h/100℃     ≥150   215 155
    5 100％定伸时的应力值N/mm2     ≥4   5.2 3.4
    6 永久变形％ 22h/135℃     ≤60   52.6 92.4
    6 再次撕拉强度 N/mm     ≥5   19.8 15.7
    7 耐寒性能 22h/-35℃     无裂纹   无裂纹 无裂纹
    8 对铜的腐蚀作用     没有变黑色   没有变黑色 没有变黑色
下面是氟胶/氯醚橡胶/骨架层(芳纶线)/氯醚橡胶与丁腈橡胶/骨架层(芳纶线)/氯丁橡胶的性能实测对比
成品要求 中层和外层要求 氟胶/氯醚橡胶/骨架层(芳纶线)/氯醚橡胶 丁腈橡胶/骨架层(芳纶线)/氯丁橡胶
    1 剥离强度 N/cm     ≥20     25.6     14.6
2 耐燃料FAM2存放后168h/23℃紧接着干燥22h/150℃ ≥20 22.7 10.2
    3 抗臭氧腐蚀200pphm/168h/25℃     无裂纹     无裂纹     出现裂纹
    4 拔出力 N     ≥140     205     196
    5 渗透性能22h/80℃ g/100cm2     ＜8     3.2     96.4
    6 耐寒性 22h/-25℃     无裂纹     无裂纹     无裂纹
丁腈橡胶/骨架层(芳纶线)/氯丁橡胶组成的胶管耐臭氧浓度为50pphm；耐热性能长期100℃短期120℃，耐渗透性近百克。
使用氟胶/氯醚橡胶/骨架层(芳纶线)/氯醚橡胶和丁腈橡胶/骨架层(芳纶线)/氯丁橡胶结构生产的产品的工艺方法是类似的。
氟胶/氯醚橡胶/骨架层(芳纶线)/氯醚橡胶结构的燃油胶管。例如氟胶内层采用实施例1，氯醚中层采用实施例8，外层采用实施例7；或由氟胶内层采用实施例2氯醚中层采用实施例4，外层采用实施例7；或由氟胶内层采用实施例3，氯醚中层采用实施例5，外层采用实施例6等形式所组成的氟胶/氯醚橡胶/骨架层(芳纶线)/氯醚橡胶的燃油胶管要比使用传统丁腈橡胶/骨架层(芳纶线)/氯丁橡胶结构的燃油胶管，在耐臭氧程度上有了很大的提高，臭氧浓度提高到200pphm；耐热性能提高到长期130℃短期150℃；特别是耐渗透性能有了质的飞跃，由近百克提高到几克，提高了几十倍，体现出了环保、耐用、安全的特点。
另外，使用氟胶/氯醚橡胶生产的复合型胶管与丁腈橡胶/氯丁橡胶生产的复合型胶管相比同样具有以上的优点。例如氟胶内层采用实施例3，外层采用实施例6；氟胶内层采用实施例5，外层采用实施例4；氟胶内层采用实施例2，外层采用实施例8等。
本发明提出的氟橡胶和氯醚橡胶配方，已通过以上进行了详细描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的配方和制备方法进行改动或适当变更与组合来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (1)

1.一种氟橡胶和氯醚橡胶的配方，其特征是：
a.内层氟橡胶的组份和含量为：
氟胶                       40～90
热裂法炭黑N990             5～50
2，5-二甲基-2，5-双己烷    0.5～10
三烯丙基氰脲酸酯           0.5～10
巴西棕榈蜡                 0.5～5；
b.中层和外层氯醚橡胶的组份和含量为：
氯醚橡胶C         10～50
氯醚橡胶H         10～50
快压出炭黑N550    10～50
防老剂NBC         0.5～5
加工助剂R-300     0.5～3
硬脂酸            0.3～2
增塑剂RS-107      1～5
四氧化三铅        1～7
乙撑硫脲NA-22     0.5～2
增塑剂W-305ELS    1～5
防焦剂CTP-80      0.5～5。
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