CN102993575A - 一种低硬度注胶用耐低温的三元乙丙组合物 - Google Patents

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张洪起
李智
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Abstract

本发明涉及低硬度注胶用耐低温的三元乙丙组合物，组合物包括三元乙丙橡胶，活性氧化锌，硬脂酸，聚乙二醇，2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉，炭黑N330，炭黑N550，水合二氧化硅，石蜡油，偶联剂Si-69，促进剂DM,二乙基二硫代氨基甲酸锌，二硫代四甲基秋兰姆，四硫化双五亚甲基秋兰姆，硫磺。组合物配方不仅原始硬度低仅为50度左右，而且拉伸强度和100%定伸应力高，耐热空气老化后的性能、耐寒性和低温脆性都很优异，满足在冬季不同地区的低温环境下使用，最低温度可以达到零下45度，采用注胶工艺可以节省工时和人工。此发明的组合物配方可以满足MES MN 300标准中RCF-510等级材料的要求。

Description

一种低硬度注胶用耐低温的三元乙丙组合物
技术领域
本发明涉及一种橡胶技术领域，具体地涉及一种低硬度注胶用耐低温的三元乙丙组合物。
背景技术
EPDM（三元乙丙橡胶）主链由化学性稳定的饱和烃组成，仅在侧链中含不饱和双键，故基本上属于一种饱和型橡胶。由于分子结构内无极性取代基，分子间内聚能低，故分子链可在较宽的温度范围内保持柔顺性。乙丙橡胶的化学结构使其硫化制品具有独特的性能。
EPDM（三元乙丙橡胶）作为一种弹性好、耐磨、耐热、耐气候、耐臭氧、耐淡水和海水性能非常好的橡胶，在汽车用橡胶制品中得到了广泛的应用，如用于门窗密封条、液压制动软管和密封圈、空调通风管道、发动机冷却系统和空调制冷系统中的密封件、输送冷却液的软管等。
在中国的北方冬季气候十分寒冷，普通的汽车进排气系统胶管和连接管在低温的环境下使用会失去弹性并产生裂纹，制约了汽车工业的发展。与此同时，由于橡胶的硬度较高在低温环境下的冬季会导致硬度有一定提高最终导致产品安装及使用困难，正因为这样研发在低温环境下使用的低硬度的汽车进排气系统胶管和连接管是十分有必要的。如今一汽海马公司提出关于MES MN 300标准中RCF-510的等级，标准要求硬度为50邵A，通常汽车用三元乙丙橡胶制品的硬度在60-70度，低于60度即为低硬度的制品。当汽车的进排气系统胶管及连接管由于系统内的压力低，管径异型通常使用注胶工艺制造，注胶工艺是采用橡胶一体成型机一次硫化成型的加工方法，此工艺节省工时和人工，有利于大批量生产。所以开发一种低硬度注胶用三元乙丙组合物既可以满足使用的要求又可以满足大批量加工的要求，是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的就是提供一种低硬度注胶用三元乙丙组合物，使橡胶能够满足低硬度、耐热老化性、耐天候老化性、耐臭氧性、耐寒性低、压缩永久变形低和脆性温度的要求。
所述一种低硬度注胶用三元乙丙组合物配方的组份与质量分数比为：
组分 质量份数
三元乙丙橡胶 100
活性氧化锌 5～12
硬脂酸 1～2
聚乙二醇 1～3
防老剂RD(1） 0.5～1
炭黑N330 20～50
炭黑N550 60～90
补强剂GC（2） 30～50
石蜡油 60～90
偶联剂Si-69 1～3
促进剂DM 0.8～1.5
促进剂EZ(3） 1～2
促进剂TMTD(4） 0.8～1.5
促进剂TRA(5） 1～2
硫磺 0.3～0.8
注：（1）防老剂RD：       2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉；
（2）补强剂GC：          水合二氧化硅，其中SiO2含量约为50%；
（3）促进剂EZ：          二乙基二硫代氨基甲酸锌；
（4）促进剂TMTD：        二硫代四甲基秋兰姆;
（5）促进剂TRA：         四硫化双五亚甲基秋兰姆。
在本发明中通过选用三元乙丙橡胶使产品获得较高的抗拉强度，更好的扯断伸长率和回弹性，优异的耐热性能和低温性能。
在本发明中通过加入防老剂RD,可使产品具有优良的耐热性能，耐臭氧性能，耐热水蒸汽性能，更好的耐天候性，同时对屈挠龟裂，热氧老化也有较好的防护作用.
在本发明中加入的石蜡油可使产品具有优良的耐热性、耐低温性能、又有较好的耐光性，能增加产品的塑性和韧性，与橡胶及其它聚合物的分散性好。石蜡油的特性芳烃含量低，这在过氧化硫化工艺的应用中特别重要，芳烃含量低可减少硫化剂的消耗，从而降低成本。低芳烃含量提高了橡胶的抗氧化降解性能、低挥发性有助于防止老化收缩，并且有利于改善制品的不良外观（如粗糙、有气泡），这两种特性有利于延长橡胶制品的使用寿命。
在本发明中通过加入补强剂GC使产品获得了更高的拉伸强度，更好的扯断伸长率和回弹性，更好的耐热性能，增加胶料的挺性，降低胶料的收缩，改善胶料的耐屈挠性，提高产品的填充性。
采用通常的注胶成型工艺步骤：
利用橡塑注射成型机使橡胶条通过成型机的入料口至成型腔再由螺杆注射到模具内，将模具放置在成型机的上下平板内，设定平板温度为200℃，进行预热模具2～2.5小时，预热时间结束后，调整上下平板温度设定为180℃，温度恒定后，设定成型机入料温度为60℃，射料温度设为65℃，注胶量为100cc+5cc；注射时间为300s，注射压力为160±5bar，保压压力150±5bar，合模压力为110±5bar，开模时间为8s，进模6s，合模加压6s，然后二次加压排气为5s，开模8s，出模6s。
在本发明中加入硅烷偶联剂Si-69，使产品获得了更高的抗拉强度，能提高产品定伸应力，还可以改善产品的耐热老化能，同时还能降低压缩变形和动态生热性能。
具体实施方式
一种低硬度注胶用三元乙丙组合物配方的实施方式：
以质量份数计
Figure BDA00002524712200041
按实施列配方中原材料做成胶片进行试验检测，一种低硬度注胶用三元乙丙组合物配方的性能对比如下：
Figure BDA00002524712200042
由上表的数据可以得出,一种汽车用低硬度注胶用三元乙丙组合物配方不仅原始硬度较低仅为50度左右，而且拉伸强度和100%定伸应力也更高，同时耐热空气老化后的性能也更加优异,耐热后的性能变化小,压缩永久变形也低，同时耐寒性和低温脆性都很优异可以满足在冬季不同地区的低温环境下使用，最低温度可达到零下45度，同时耐臭氧性能也很好。一种低硬度注胶用三元乙丙组合物能更好的满足在低温环境下使用的低硬度的汽车进排气系统胶管和连接管，能使橡胶制品更符合市场需求，采用注胶工艺可以节省工时和人工，有利于大批量集中生产。此发明的组合物配方可以满足MES MN 300标准中RCF-510等级材料的要求。

Claims (1)

1.一种低硬度注胶用耐低温的三元乙丙组合物，其特征是组份和质量份数如下:
三元乙丙橡胶                       100份，
活性氧化锌                         5～12份，
硬脂酸                             1～2份,
聚乙二醇                           1～3份，
2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉        0.5～1份，
炭黑N330                           20～50份，
炭黑N550                           60～90份，
水合二氧化硅                       30～50份，
石蜡油                             60～90份，
偶联剂Si-69                        1～3份，
促进剂DM                           0.8～1.5份，
二乙基二硫代氨基甲酸锌             1～2份，
二硫代四甲基秋兰姆                 0.8～1.5份，
四硫化双五亚甲基秋兰姆             1～2份，
硫磺                               0.3～0.8份。
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