CN103436037B - 一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的制备方法 - Google Patents
一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶及其制备方法，其按重量份计组成如下：氟硅生胶20~90、硅橡胶10~80、增强填料30~100、结构化控制剂1~30、耐热添加剂1~30、耐电击穿添加剂1~100和交联剂0.5~4，加工工艺为：a.按组成重量份将氟硅生胶、硅橡胶、结构化控制剂、增强填料混合，制成基础胶；b.按组成重量份向基础胶中添加耐热添加剂和耐电击穿添加剂并混炼至均匀；c.在氮气保护或者抽真空的条件下对混合好的胶料进行热处理；d.按组成重量份向上述获得的胶料中添加交联剂，本发明的产品具有优异的耐热性及耐电击穿性，可以更好地应用于汽车发动机高压点火线的生产制造。
Description
技术领域
本发明涉及一种氟硅/硅橡胶并用胶及制备方法，具体地说是一种用来制造汽车发动机高压点火线的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶及制备方法。
背景技术
目前，汽车发动机高压点火线主流采用硅橡胶技术，该类产品具有较好的耐热性和耐电击穿性，在我国汽车行业中得到了广泛应用，但随着汽车行业的不断发展，硅橡胶绝缘阻尼型点火线逐渐暴露出耐油性差的缺点，已不能适应发动机内部环境对点火线的苛刻要求。
氟硅橡胶在耐油性、耐溶剂性和耐饱和蒸汽性等方面极具优势性，能够在-68～230℃的燃油介质中长期使用，其应用越来越受到人们的重视，但由于价格较高，耐热性及耐电击穿性能也不及硅橡胶，阻碍了其在汽车发动机高压点火线上的应用。
从汽车发动机高压点火线的具体要求来看，要求所用橡胶材料的耐电击穿性能大于18kV/mm；在250℃条件下老化24h后，胶料硬度变化小于10，拉伸强度大于4MPa；耐ASTM3#标准燃油（条件为150℃×72h）的体积变化率为50%以下。
由上可见，现有技术难以同时满足汽车高压点火线对橡胶材料耐油性、耐热性、耐电击穿性好，成本低的要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题与不足，本发明采用氟硅橡胶与硅橡胶的共混技术，提供了一种耐油性、耐热性、耐电击穿性好，成本低的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶及其制备方法。
为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于由氟硅生胶、硅橡胶、增强填料、结构化控制剂、耐热添加剂、耐电击穿添加剂和交联剂组成，各组成成份的重量份为：氟硅生胶20~90重量份、硅橡胶10~80重量份、增强填料30~80重量份、结构化控制剂1~30重量份、耐热添加剂1~30重量份、耐电击穿添加剂1~100重量份、交联剂0.5~4重量份。
一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的制备方法，其特征在于加工工艺为：
a.按组成重量份将氟硅生胶、硅橡胶、结构化控制剂、增强填料依次加入到橡胶混炼设备中进行混合，制备成氟硅/硅橡胶并用胶基础胶；
b.按组成重量份向基础胶中添加耐热添加剂和耐电击穿增强填料进行混炼至均匀；
c.在氮气保护或者抽真空的条件下对混合好的胶料进行热处理,热处理温度为120~200℃，时间为1~10h；
d.按组成重量份向上述获得的胶料中添加交联剂。
本发明所述的氟硅生胶的分子量为40×104~160×104g/mol，乙烯基含量为0.1~1.2mol%。
本发明所述的硅橡胶的分子量为40×104~90×104g/mol，乙烯基含量为0.1~0.6mol%。
本发明所述的增强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑中的一种或两种的混合物。
本发明所述的耐热添加剂为氧化铁、氧化铈、氧化锡、氧化锌、氧化镁、二氧化钛等中的一种或几种的混合物。
本发明所述的耐电击穿添加剂为云母粉、滑石粉、氢氧化铝、氧化铝、氮化硼等中的一种或几种的混合物。加入量为1~100份较好，加入量少，起不到增强耐电击穿的作用，加入量多，则会严重影响胶料的机械性能。
本发明所述的交联剂为有机过氧化物，可以为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基中的一种或几种的混合物。
所述的橡胶混炼设备为开炼机、密炼机、捏合机等中的一种或根据加工过程选择几种。
所述的热处理为在抽真空或充氮气的条件下进行，处理时间为1~10h，优选的为2~6h，处理温度为120~200℃，优选为140~180℃。
与现有技术相比，该并用胶由于采用氟硅橡胶部分代替硅橡胶，在很大程度上提高了耐油性，又由于加入了耐热添加剂及耐电击穿添加剂，本发明的产品具有优异的耐热性及耐电击穿性，可以更好地应用于汽车发动机高压点火线的生产制造。此外，本发明的产品成本相对较低。
具体实施方法
为了更好体现本发明的优越性，通过以下具体实例对本发明做进一步说明。
一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶及制备方法，由以下组份组成：
A)20~90重量份氟硅生胶；B)10~80重量份硅橡胶；C)30~80重量份增强填料；D)1~30重量份结构控制剂；E)1~30重量份耐热添加剂；F)1~100重量份耐电击穿添加剂；G)0.5~4重量份交联剂。
所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的加工工艺为：
a.将氟硅生胶、硅橡胶、结构化控制剂、白炭黑依次加入到橡胶混炼设备中进行混合，制备氟硅/硅橡胶并用胶基础胶；
b.向基础胶中添加耐热添加剂和耐电击穿增强填料进行混炼；
c.将混炼好的胶料进行热处理；
d.按组成重量份向上述获得的胶料中添加交联剂即可。
所述的氟硅生胶的分子量为40×104~160×104g/mol，乙烯基含量为0.1~1.2mol%。
所述的硅橡胶的分子量为40×104~90×104g/mol，乙烯基含量为0.1~0.6mol%。
所述的增强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑中的一种或两种的混合物。
所述的耐热添加剂为氧化铁、氧化铈、氧化锡、氧化锌、氧化镁、二氧化钛等中的一种或几种的混合物。
所述的耐电击穿添加剂为云母粉、滑石粉、氢氧化铝、氧化铝、氮化硼等中的一种或几种的混合物。加入量为1~100份较好，加入量少，起不到增强耐电击穿的作用，加入量多，则会严重影响胶料的机械性能。
所述的交联剂为有机过氧化物，可以为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基中的一种或几种的混合物。
所述的橡胶混炼设备为开炼机、密炼机、捏合机等中的一种或根据加工过程选择几种。
所述的热处理为在抽真空或充氮气的条件下进行，处理时间为1~10h，优选的为2~6h，处理温度为120~200℃，优选为140~180℃。
生产时，在捏合机中按下述组成重量份加入氟硅橡胶、硅橡胶，然后添加结构化控制剂，并分五批次加入白炭黑至混合均匀，制备氟硅/硅橡胶并用胶基础胶，备用。
氟硅/硅橡胶并用胶基础胶优选配方如下：
氟硅生胶：40份；
硅橡胶：60份；
结构化控制剂：10份；
白炭黑：56份。
实施例1：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份云母粉及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性及耐老化性能。
实施例2：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份滑石粉及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性。
实施例3：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份氢氧化铝及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性。
实施例4：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份氧化铝及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性。实施例5：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份云母粉及2份氧化铈，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性及耐老化性。
对比例1：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份硅藻土及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性。
对比例2：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入120份云母粉及2份氧化铁，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐电击穿性。
对比例3：
取上述氟硅/硅橡胶并用胶基础胶100份，在开炼机中加入20份云母粉，混合均匀后进行抽真空及150℃×2h热处理。在开炼机中加入0.8份双二五，薄通、下片，进行条件为170℃×15min的一段硫化及200℃×4h的二段硫化制备试验片，测试耐老化性。
实施例与对比例性能数据列于下表：
表1实施例1~4与对比例1~2性能数据
| 邵氏硬度 | 拉伸强度/MPa | 扯断伸长率/% | 耐电击穿性/ kV/mm | |
| 实施例1 | 71 | 8.2 | 389 | 21 |
| 实施例2 | 72 | 8.4 | 391 | 21 |
| 实施例3 | 73 | 7.5 | 356 | 23 |
| 实施例4 | 72 | 7.9 | 363 | 20 |
| 对比例1 | 71 | 7.4 | 349 | 16 |
| 对比例2 | 75 | 5.1 | 232 | 22 |
表2实施例1、5与对比例3性能数据
备注：耐老化条件：250℃×24h
测试方法如下：
拉伸性能按GB/T528-2009的规定进行测定；
硬度按GB/T531.1-2008的规定进行测定；
耐老化性按GB/T3512-2001的规定进行测定；
耐电击穿性按GB/T1695-2005的规定进行测定。
以上实施例用以说明本发明，但本发明并不仅仅局限于以上举例，且本领域的技术人员对本发明所涉及的内容做出的修改、添加及替换，同样属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于由氟硅生胶、硅橡胶、增强填料、结构化控制剂、耐热添加剂、耐电击穿添加剂和交联剂组成，各组成成份的重量份为氟硅生胶20~90重量份、硅橡胶10~80重量份、增强填料30~100重量份、结构化控制剂1~30重量份、耐热添加剂1~30重量份、耐电击穿添加剂1~100重量份、交联剂0.5~4重量份；
所述耐电击穿添加剂为云母粉、滑石粉、氢氧化铝、氧化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物。
2.一种汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的制备方法，其特征在于加工工艺为：
a.将20~90重量份氟硅生胶、10~80重量份硅橡胶、1~30重量份结构化控制剂、30~100重量份增强填料依次加入橡胶混炼设备中进行混合，制备氟硅/硅橡胶并用胶基础胶；
b.向氟硅/硅橡胶并用胶基础胶中添加1~30重量份耐热添加剂和1~100重量份耐电击穿添加剂进行混炼至均匀；
所述耐电击穿添加剂为云母粉、滑石粉、氢氧化铝、氧化铝、氮化硼中的一种或几种的混合物；
c.在氮气保护或者抽真空的条件下对混合好的胶料进行热处理，热处理温度为120~200℃，时间为1~10h；
d.向上述获得的胶料中添加0.5~4重量份交联剂即可。
3.根据权利要求1所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于氟硅生胶的分子量为40×104~160×104g/mol,乙烯基含量为0.1~1.2mol%。
4.根据权利要求1所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于硅橡胶的分子量为40×104~90×104g/mol,乙烯基含量为0.1~0.5mol%。
5.根据权利要求1所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于增强填料为气相法白炭黑、沉淀法白炭黑中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于耐热添加剂为氧化铁、氧化铈、氧化锡、氧化锌、氧化镁、二氧化钛中的一种或几种的混合物。
7.根据权利要求1所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶，其特征在于交联剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求2所述的汽车高压点火线用氟硅/硅橡胶并用胶的制备方法，其特征在于胶料的热处理条件是在氮气保护或者抽真空的条件下于140~180℃的温度下进行2~6h的热处理。
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