CN103146083B - 一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方 - Google Patents
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Abstract
一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :110～120份；硫磺:0.1～0.3份；硫化剂DTDM: 0.7～1.0份；促进剂TATD :0.2～0.5份；促进剂CZ :0.3～0.6份；促进剂NA22 :0.2～0.5份；促进剂BZ :0.8～1.1份；防老剂αMSDPA :1.3～1.6份；防老剂ZMTI :1.8～2.1份。本发明配方制造的汽车散热器冷却液胶管环保、高耐热，力学性能好。
Description
【技术领域】
本发明涉及胶管技术领域，特别涉及一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方。
【背景技术】
汽车散热器胶管是发动机气缸和散热器之间流通冷却水的软连接件。由于冷却水中加有防锈液、防冻液等，所以散热器冷却液胶管必须采用耐液体性强、耐气体性强的材料。为减小空气阻力，满足大多数汽车降低能量消耗的要求，汽车车身和发动机结构正变得越来越紧凑；同时，为提高燃油利用率，汽车发动机设计得适合于在更高温度下工作。这两个因素导致汽车罩盖下温度不断升高。同样，汽车冷却系统的工作温度也在升高。行驶中的汽车冷却液温度可达到90～110℃。而目前含有镁和铝的新合金大量用于发动机，主要是为了减小发动机的重量，这些新合金发动机汽车的工作温度更高。使用温度不断提高的趋势导致了对汽车散热器胶管的耐热程度有更高的要求。首先，更新的汽车冷却液胶管标准要求冷却液胶管耐更高的温度，这是因为汽车罩盖下工作温度长时间保持在120～150℃之间，最高温度可达175℃。发动机更高的工作温度迫切要求调整冷却液成分和提高其稳定性 ，因此在冷却液中加入了各种不同的缓蚀剂 ，如硼砂、磷酸盐或有机酸缓蚀剂。在长期很高温的使用环境下，冷却液胶管因老化而析出残存的锌和促进剂会与冷却液添加成分反应生成沉淀物，这些沉积物易使发动机和散热器细小的冷却液管道堵塞，降低热传递性，极端的情况下可导致发动机故障。
目前开发出能耐190℃高温并且无沉淀物析出的汽车用散热器胶管胶料配方，对新型汽车冷却系统研发有着重要的意义。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方。
本发明的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方是通过以下技术方案实现的：
一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :110～120份；硫磺:0.1～0.3份；硫化剂DTDM: 0.7～1.0份；促进剂TATD :0.2～0.5份；促进剂CZ :0.3～0.6份；促进剂NA22 :0.2～0.5份；促进剂BZ :0.8～1.1份；防老剂αMSDPA :1.3～1.6份；防老剂ZMTI :1.8～2.1份。
如上述所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :112份；硫磺:0.1份；硫化剂DTDM: 0.8份；促进剂TATD :0.4份；促进剂CZ : 0.6份；促进剂NA22 :0.4份；促进剂BZ : 1.0份；防老剂αMSDPA :1.3份；防老剂ZMTI :1.8份。
如上述所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :115份；硫磺:0.2份；硫化剂DTDM: 0.9份；促进剂TATD :0.3份；促进剂CZ : 0.3份；促进剂NA22 :0.3份；促进剂BZ : 0.9份；防老剂αMSDPA :1.5份；防老剂ZMTI :2.0份。
如上述所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :118份；硫磺:0.2份；硫化剂DTDM: 0.7份；促进剂TATD :0.5份；促进剂CZ : 0.5份；促进剂NA22 :0.2份；促进剂BZ : 0.8份；防老剂αMSDPA :1.2份；防老剂ZMTI :1.9份。
如上述所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :113份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM: 1.0份；促进剂TATD :0.3份；促进剂CZ :0.4份；促进剂NA22 :0.4份；促进剂BZ :1.0份；防老剂αMSDPA:1.4份；防老剂ZMTI :2.1份。
如上述所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :120份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM: 0.8份；促进剂TATD :0.2份；促进剂CZ : 0.3份；促进剂NA22 :0.5份；促进剂BZ : 1.1份；防老剂αMSDPA :1.6份；防老剂ZMTI :1.8份。
对于汽车（常规，不是涡轮增压发动机汽车）散热器冷却液胶管，EPDM（三元乙丙橡胶）是最优异的弹性体材料。EPDM也称为饱和橡胶，与不饱和橡胶如NR(天然橡胶)、NBR(丁睛橡胶)等相比，其化学稳定性和热稳定性较高。用于散热器冷却液胶管时，EPDM既具有良好的耐热性、耐老化性和耐臭氧性，又具有优异的耐冷却液和化学稳定性。
用硫磺硫化的EPDM冷却液胶管非常适用于汽车散热器的环境条件。虽然过氧化物硫化EPDM在耐高温、耐电化学腐蚀方面比硫磺硫化的EPDM具有优势 ，然而过氧化物硫化EPDM存在成本高、拉伸性能及热撕裂性太差、脱模困难等问题，制约其应用。
针对硫磺硫化EPDM体系中残存的锌和促进剂会与冷却液添加成分反应生成沉淀物的问题，研究开发环保低锌高耐热性EPDM冷却液胶管胶料配方。通过对硫化剂、促进剂及活化剂的优化筛选实现提高EPDM冷却液胶管耐热性能及尽量减少残存的锌析出的目标。综合研究测试常用的助剂产品后，确定使用硫化剂DTDM、促进剂TATD、促进剂Na-22、促进剂CZ、促进剂 BZ、防老剂αMSDPA、防老剂ZMTI作配方助剂。
DTDM用作合成橡胶硫化剂，由于在硫化温度下能释放出活性硫，属于硫磺给予体型硫化剂。有效活性硫含量约 27%。与噻唑，秋兰姆，二硫代氨基甲酸盐并用能提高硫化速度。与少量硫磺并用效果更好。DTDM 能适应 140℃～200℃硫化温度，焦烧安全性好，到达正硫化温度后硫化速度加快，具有理想的硫化特性。DTDM 在胶料中不喷霜，不污染，易分散，具有良好的加工性能。DTDM 以释放出的活性硫硫化橡胶，具有高效硫化性能，能显著提高硫化胶的抗还原性。DTDM在胶料中能分解出具有胺类防老剂的吗啉自由基，可使硫化胶具有优良的耐热抗氧老化性能。DTDM具有良好的热性能，可用于动态耐热橡胶制品的制造。
选用TATD代替常用的TMTD，原因是TMTD含仲胺基，在硫化过程中会产生致癌物质亚硝胺，对橡胶生产工人健康存在严重威胁。而TATD其结构类似于其他秋兰姆二硫化物，只是它含有高分子量的长链烷基，其分子量高于其他二硫化秋兰姆2～4倍。由于它的分子量高，挥发性很低，硫化过程中不产生亚硝胺。它的突出优点是能缩短硫化时间并不牺牲焦烧安全性。TATD的另一大特点是它在三元乙丙胶中的溶解度约5倍于其他促进剂，特别适用于三元乙丙橡胶制品。
使用Na-22所得到的硫化胶定伸应力高，压缩变形小。使用促进剂CZ代替促进剂M，因促进剂M有刺激性气味、刺激皮肤和粘膜、能引起皮炎及难以治疗的皮肤溃疡。在其环境下工作时间长，就会导致口苦恶心、食欲下降，给橡胶生产工人健康造成伤害。促进剂CZ无味，对人体无害，而且抗焦烧性强，硫化时间短，能提高硫化胶的定伸应力。变色轻微，不喷霜，硫化胶耐老化性优良。促进剂 BZ是噻唑类促进剂良好活性剂。在混炼中有防老化剂的作用，也能改善硫化胶的耐老化性能。促进剂 BZ不变色，不污染，分散容易，含锌量低。
浸入液体中工作的橡胶制品中的防老剂可能会被工作液体抽出，溶解性小的防老剂αMSDPA会很好地保留在橡胶制品中从而提供长时间的保护。防老剂αMSDPA和防老增效剂ZMTI配合使用可以使橡胶制品获得更优化的耐高温性能。
采用本发明的配方生产出的环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管综合性能优异：拉伸强度大于17MPa，扯断伸长率大于500%，耐久试验（循环 液：水箱宝；液体温度：120℃ ；加压频率：60/MIN；压力0.25MPA）加压106次后胶管无破裂﹑无漏液现象，胶管内放置的网格上无沉淀物析出。耐热性能大大提高，长期使用温度达到190℃，能够满足新型汽车冷却系统的要求。
并且本发明配方选用的硫化剂、促进剂及活化剂等橡胶助剂在生产过程中产生有毒污染物少，保障生产工人的身体健康。
【具体实施方式】
以下通过实施例来进一步说明本发明，这些实施例对本发明不起限制作用。
实施例一
环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :112份；硫磺:0.1份；硫化剂DTDM: 0.8份；促进剂TATD :0.4份；促进剂CZ : 0.6份；促进剂NA22 :0.4份；促进剂BZ : 1.0份；防老剂αMSDPA :1.3份；防老剂ZMTI :1.8份。
实施例二
环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :115份；硫磺:0.2份；硫化剂DTDM: 0.9份；促进剂TATD :0.3份；促进剂CZ : 0.3份；促进剂NA22 :0.3份；促进剂BZ : 0.9份；防老剂αMSDPA :1.5份；防老剂ZMTI :2.0份。实施例一
实施例三
环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :118份；硫磺:0.2份；硫化剂DTDM: 0.7份；促进剂TATD :0.5份；促进剂CZ : 0.5份；促进剂NA22 :0.2份；促进剂BZ : 0.8份；防老剂αMSDPA :1.2份；防老剂ZMTI :1.9份。
实施例四
环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :113份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM: 1.0份；促进剂TATD :0.3份；促进剂CZ : 0.4份；促进剂NA22 :0.4份；促进剂BZ :1.0份；防老剂αMSDPA :1.4份；防老剂ZMTI :2.1份。
实施例五
环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料配方，由下列重量份的原材料组成：EPDM :100份；炭黑N774 :120份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM: 0.8份；促进剂TATD :0.2份；促进剂CZ : 0.3份；促进剂NA22 :0.5份；促进剂BZ : 1.1份；防老剂αMSDPA :1.6份；防老剂ZMTI :1.8份。
胶料制备：按重量份称取原材料，先将EPDM在50℃～60℃密炼15min,然后加入其它助剂，在60℃～65℃下开炼35min，然后在150℃～160℃、8MPa～10MPa硫化成型。
产品性能测试见表1。
设备和测试仪器：捏和密炼机：PHK-075R 台湾皇宏机械制造有限公司制造；双辊开炼机：HF-2RM-18B台湾旭丰机械有限公司制造；立式加硫机：TUNGYU牌，TIP/1500/3RT/L1200/PCD 台湾东毓油压机械股份有限公司制造；橡胶硬度计：邵尔氏LX-A，上海六菱仪器厂制造；老化试验箱，401A 温控精度±1℃，上海柏欣仪器设备厂制造；万能电子拉力试验机，AG-10TA，日本岛津制造；橡胶管耐久试验机：RL-1910，台湾优肯科技股份有限公司制造。
产品性能按以下标准进行测试：邵尔硬度按国家标准GB/T531.1-2008测试；拉伸应力应变性能按国家标准GB/T528-2009测试；热空气老化按国家标准GB/T3512-2001测试；压缩永久变形按国家标准GB/T7759-1996测试；耐液体试验按国家标准GB/T1690-2010测试。
表1
从表1可以看出，采用本发明的配方生产出环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管综合性能优异：拉伸强度大于17MPa，扯断伸长率大于500%，耐久试验（循 环 液：水箱宝；液体温度：120℃ ；加压频率：60/MIN；压力0.25MPA）加压106次后胶管无破裂﹑无漏液现象，胶管内放置的网格上无沉淀物析出。耐热性能大大提高，长期使用温度达到190℃，能够满足新型汽车冷却系统的要求。
Claims (5)
1.一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM:100份；炭黑N774:110～120份；硫磺:0.1～0.3份；硫化剂DTDM:0.7～1.0份；促进剂TATD:0.2～0.5份；促进剂CZ:0.3～0.6份；促进剂NA22:0.2～0.5份；促进剂BZ:0.8～1.1份；防老剂αMSDPA:1.3～1.6份；防老剂ZMTI:1.8～2.1份。
2.如权利要求1所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM:100份；炭黑N774:112份；硫磺:0.1份；硫化剂DTDM:0.8份；促进剂TATD:0.4份；促进剂CZ:0.6份；促进剂NA22:0.4份；促进剂BZ:1.0份；防老剂αMSDPA:1.3份；防老剂ZMTI:1.8份。
3.如权利要求1所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM:100份；炭黑N774:115份；硫磺:0.2份；硫化剂DTDM:0.9份；促进剂TATD:0.3份；促进剂CZ:0.3份；促进剂NA22:0.3份；促进剂BZ:0.9份；防老剂αMSDPA:1.5份；防老剂ZMTI:2.0份。
4.如权利要求1所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM:100份；炭黑N774:113份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM:1.0份；促进剂TATD:0.3份；促进剂CZ:0.4份；促进剂NA22:0.4份；促进剂BZ:1.0份；防老剂αMSDPA:1.4份；防老剂ZMTI:2.1份。
5.如权利要求1所述的一种环保型高耐热汽车散热器冷却液胶管胶料，其特征在于由下列重量份的原材料组成：EPDM:100份；炭黑N774:120份；硫磺:0.3份；硫化剂DTDM:0.8份；促进剂TATD:0.2份；促进剂CZ:0.3份；促进剂NA22:0.5份；促进剂BZ:1.1份；防老剂αMSDPA:1.6份；防老剂ZMTI:1.8份。
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