CN101519515B - 氯化聚乙烯进气胶管注胶配方 - Google Patents

氯化聚乙烯进气胶管注胶配方 Download PDF

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Abstract

本发明涉及氯化聚乙烯进气胶管注胶配方，组份和质量份数为：氯化聚乙烯橡胶：100份；半补强炭黑(N774)：30～50份；硅粉(B-66)：60～90份；二辛酯(DOP)：20～30份；氧化镁：5～10份；FYLP-2：2.5～3.5份；石蜡：1～2份；硬脂酸钙：2～4份；2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹林聚合体(RD)：1～3份。采用本发明的配方制备的氯化聚乙烯进气胶管，经过汽车使用，可获得最佳的材料性能，拉伸强度大于13.0MPa，扯断伸长率大于300％，耐热性能长期使用温度达到130℃，耐No.1、No.3、5w-40机油比传统配方大大提高，CM注胶工艺操作稳定，从而能更好地满足汽车进气胶管耐热、耐油的要求。

Description

氯化聚乙烯进气胶管注胶配方
技术领域
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及采用注胶工艺方法制造汽车发动机氯化聚乙烯(CM)进气胶管注胶配方。
背景技术
汽车发动机进气系统是发动机的动脉，进气系统直接影响发动机的性能、寿命以及排放，进气系统的主要功能就是为发动机提供清洁、干燥、充足的空气，保证燃料充分燃烧，保护发动机不受不洁空气的影响，从而达到高效燃烧、低排放、环保的目的。
目前，进气管材料多采用三元乙丙橡胶(EPDM)和丁腈PVC共混胶，也有部分车型采用乙烯丙酸酯橡胶(AEM)及氯醇胶(ECO)，由于进气软管与发动机连接管相连，必然有不完全燃烧的油气返回胶管中，因此要求此管具有一定的耐油性；同时，因为橡胶管布置在发动机附近，也就是高温区，所以也要有优良的耐热、耐温性能。EPDM耐油性差，NBR/PVC耐温性不足，AEM、ECO价格昂贵。以上材料都有一定的使用缺限及限制，因此，新的进气软管材料的研制有着重要的意义。
发明内容
氯化聚乙烯(CM)是聚氯乙烯通过氯代反应而制成的无规生成物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、良好的耐温性(130℃)、阻燃性及相当于氯丁橡胶(CR)的耐油性，并且价格相对低廉。与其它材料相比，氯化聚乙烯(CM)完全满足进气软管的材料及性能要求，价格低廉，适合制作发动机进气软管，性能较好，性价比优异，是一种制作进气软管的理想材料。同时选择适宜的硫化剂也是本发明研究的内容之一。
CM为饱和橡胶，通用普通硫磺硫化体系不能对其有效的硫化。
CM硫化体系应用比较早的是硫脲体系，其中最有效的是Na-22，但Na-22硫化速度慢，老化性能差，压缩永久变形很高，而且Na-22为严重致癌物质，硫化时产生难闻的气味，在国外已经限制使用。
现阶段CM硫化体系应用比较成熟的是过氧化物硫化体系，其硫化速度较快，产品物理性能好，压缩永久变形小。过氧化物硫化CM材料性能虽好，但焦烧时间短，热撕裂性差，不适合注射成型的进气软管；
近几年，美国GEO公司、德国莱茵化学推出了新型的噻二唑硫化体系，与胺类促进剂配合，硫化效果好，但此体系化学成分不公开，且价格高昂，国内推广缓慢。
FYLP-2是一种复配型的CM专用硫化剂，该产品无毒，是由阜阳利普引进国内，以满足国内需要。应用成本比国外的噻二唑体系低很多，能适用于注胶工艺硫化。此种体系混炼胶硫化速度较快，硫化胶的物理性能优良，压缩永久变形低，耐热氧、臭氧老化、耐油性能好。因此为提高CM在汽车进气管上的应用，研究适合CM注胶工艺的配方已成为胶管行业中急需解决的一个技术难题。
本发明的CM注胶胶管胶的组份和质量份数配方如下：
氯化聚乙烯橡胶(CM)                          100份，
半补强炭黑(N774)                            30～50份，
硅粉B-66                                    60～90份，
二辛酯(DOP)                                 20～30份，
氧化镁                                      5～10份，
FYLP-2                                      2.5～3.5份，
石蜡                                        1～2份，
硬脂酸钙                                    2～4份，
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹林聚合体(RD)    1～3份。
其中：主要原材料来源是：氯化聚乙烯橡胶(怡昌化工有限公司)，硅粉B-66(安徽阜阳利普化工有限公司)，FYLP-2(安徽阜阳利普化工有限公司)。
氯化聚乙烯是由PE经氯化取代反应制得的高分子材料。根据物理性能和用途不同，氯化聚乙烯可分为树脂型氯化聚乙烯(CPE)和弹性体型氯化聚乙烯(CM)二大类。本发明的主料氯化聚乙烯，为高门尼的CM型橡胶，门尼粘度值(ML1+4121℃)为65-70，对于CM橡胶来说，门尼粘度(ML1+4121℃)高。橡胶的拉伸强度高，需使用高门尼的橡胶，由于CM是一种非自补强性橡胶，需有补强体系才能达到较好的强度。其补强填充体系与通用橡胶相似，补强剂以炭黑为主，由于氯化聚乙烯高温受热时或在硫化时将脱出氯化氢，一些酸性的填料会影响到硫化反应速度，故此类填料不宜采用，半补强炭黑和硅粉B-66呈碱性。高门尼的CM具有高填充性，半补强炭黑和硅粉B-66可以大量填充，除此外硅粉B-66还能提高CPE的抗热撕裂性能。
进气软管多为弯曲的波纹管结构，且有一个或多个支管，模压成型不利于胶料充模、排气困难不易脱模，因此应采用注射成型工艺，这就要求胶料焦烧时间长、充模快，过氧化物硫化胶因其易于焦烧、热撕裂性不好而无法应用于产品的注射成型。本发明加入的复合型硫化剂(FYLP-2)具有更好的低温性能、硫化特性及综合性能，是CPE胶料较为理想的硫化剂。
酯类增塑剂能改善CM的耐低温性能，进气软管作为进气管的组成部分，要有较好的真空刚度，不能塌陷，煽陷会造成空气流量减小断流，致使燃料无法燃烧，输出功率低，甚至熄火，因此真空塌陷试验是进气软管最为关健的功能性试验。CM由于具有良好的刚性，硅粉B-66大量填充的同时，硬度上升不大，这样少加入酯类增塑剂可以较轻松的满足刚度和低温性能要求。
采用本发明的配方制备的氯化聚乙烯进气胶管，经过汽车使用，可获得最佳的材料性能，拉伸强度大于13.0MPa，扯断伸长率大于300％，耐热性能长期使用温度达到130℃，耐No.1、No.3、5w-40机油比传统配方大大提高，CM注胶工艺操作稳定，从而能更好地满足汽车进气胶管耐热、耐油的要求。
具体实施方式
实施例1：
CM                            100份，
N774                          30份，
硅粉B-66                      90份，
DOP                           20份，
活性氧化镁                    5份，
硬脂酸钙                      2份，
FYLP-2                        2.5份，
石蜡                          1份，
RD                            1份。
耐各种油性能如下：
耐No.1(100℃×70h)体积变化率  -4.91％
耐No.3(100℃×70h)体积变化率  44％
耐5W-40(100℃×70h)体积变化率 0.92％。
实施例2：
CM                            100份，
N774                          50份，
硅粉B-66                      60份，
DOP                           30份，
活性氧化镁                    10份，
硬脂酸钙                      4份，
FYLP-2                        3.5份，
石蜡                          2份，
RD                            3份。
耐各种油性能如下：
耐No.1(100℃×70h)体积变化率  -4.61％
耐No.3(100℃×70h)体积变化率  41％
耐5W-40(100℃×70h)体积变化率 1.46％。
实施例3：
CM                            100份，
N774                           40份，
硅粉B-66                       75份，
DOP                            25份，
活性氧化镁                     7.5份，
硬脂酸钙                       3份，
FYLP-2                         3份，
石蜡                           1.5份，
RD                             2份。
耐各种油性能如下：
耐No.1(100℃×70h)体积变化率   -3.82％
耐No.3(100℃×70h)体积变化率   42.3％
耐5W-40(100℃×70h)体积变化率  0.49％。
实施例4：
CM                             100份，
N774                           30份，
硅粉B-66                       60份，
DOP                            20份，
活性氧化镁                     10份，
硬脂酸钙                       2份，
FYLP-2                         3份，
石蜡                           1份，
RD                             1份。
耐各种油性能如下：
耐No.1(100℃×70h)体积变化率   -3.73％
耐No.3(100℃×70h)体积变化率   41.3％
耐5W-40(100℃×70h)体积变化率  1.52％。
实施例5：
CM                             100份，
N774                           40份，
硅粉B-66                       60份，
DOP                            25份，
活性氧化镁                     10份，
硬脂酸钙                       1份，
FYLP-2                         3份，
石蜡                           1份，
RD                             2份。
耐各种油性能如下：
耐No.1(100℃×70h)体积变化率    -4.53％
耐No.3(100℃×70h)体积变化率    43.8％
耐5W-40(100℃×70h)体积变化率   1.26％。
本发明提出的氯化聚乙烯(CM)进气胶管注胶配方，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的配方进行改动或适当变更与组合，来实现本发明的技术。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)

1.一种氯化聚乙烯进气胶管，其特征是注胶配方的组份和质量份数如下：
氯化聚乙烯橡胶CM                            100份，
半补强炭黑N774                              30～50份，
硅粉B-66                                    60～90份，
二辛酯DOP                                   20～30份，
氧化镁                                      5～10份，
FYLP-2                                      2.5～3.5份，
石蜡                                        1～2份，
硬脂酸钙                                    2～4份，
2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体(RD)    1～3份。 
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