CN104448577A - 一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法 - Google Patents

一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法，该减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶160～190，碳黑60～80，石蜡油10～30，间接法氧化锌4～6，喹啉类防老剂1～2，咪唑类防老剂1～2，润滑剂2～4，促进剂3～5，硫磺0.5～1。该方法包括：（1）将上述原料加入密炼机中，进行混炼，并过滤；（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内进行硫化处理，得到所述减振垫。本发明的减振垫具有良好的耐热性和高强度，能够满足汽车散热器对减震垫长寿命的要求，本发明的制备方法工艺简单，便于控制，适合工业化生产。

Description

一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车散热器技术领域，尤其涉及一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法。
背景技术
从产品发展趋势来看，随着人们生活水平的逐渐提高，人们对汽车的舒适性、可靠性的要求越来越高。汽车散热器上减振垫作为汽车散热系统的重要组成部件，对汽车散热器起到支撑、减震的作用，其性能的好坏直接影响散热器的使用寿命。当前的散热器减震垫使用寿命不长，且因动态性能不佳，导致散热器产生较大的震动及噪音，影响整车的舒适及使用寿命。
导致上述问题的原因在于汽车散热器温度较高，而目前用于汽车散热器的减震垫的强度和耐热性不足。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种用于汽车散热器的减振垫及其制备方法。本发明的减振垫具有良好的耐热性和高强度，能够满足汽车散热器对减震垫长寿命的要求，本发明的制备方法工艺简单，便于控制，适合工业化生产。
为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于汽车散热器的减振垫，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶160～190，碳黑60～80，石蜡油10～30，间接法氧化锌4～6，喹啉类防老剂1～2，咪唑类防老剂1～2，润滑剂2～4，促进剂3～5，硫磺0.5～1。
作为优选技术方案，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶170～180，碳黑65～75，石蜡油15～25，间接法氧化锌4.5～5.5，喹啉类防老剂1.2～1.8，咪唑类防老剂1.2～1.8，润滑剂2.5～3.5，促进剂3.5～4.5，硫磺0.6～0.8。
作为更优选技术方案，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶175，碳黑70，石蜡油20，间接法氧化锌5，喹啉类防老剂1.5，咪唑类防老剂1.5，润滑剂3，促进剂4，硫磺0.7。
三元乙丙橡胶（Ethylene-Propylene-Diene Monomer，EPDM）是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯(PA66)烃家族，它具有极好的硫化特性。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。在三元乙丙生产过程中，通过改变三单体的数量，乙烯丙烯比，分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。
本发明中，优选第三单体（非共轭二烯烃）为5-亚乙基-2-降冰片烯、双环戊二烯或1，4-己二烯的三元乙丙橡胶作为原料。
此外，改性的三元乙丙橡胶，例如溴化乙丙橡胶、氯化乙丙橡胶、磺化乙丙橡胶、丙烯腈接枝的乙丙橡胶、热塑性乙丙橡胶（EPDM/PP）、氯磺化乙丙橡胶、丙烯酸酯接枝乙丙橡胶等也可用于本发明的原料。
本发明的三元乙丙橡胶可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的上述三元乙丙橡胶均可以通过商购得到。
所述三元乙丙橡胶的重量份数例如可以是161、163、165、167、169、171、173、175、177、179、181、183、185、187或189。
炭黑是橡胶补强剂之一，可以增加橡胶的耐磨性（比如轮胎用的橡胶）。橡胶的补强是指能使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性等获得明显提高的作用。对于非自补强的合成橡胶，如果没有加入补强剂，便没有使用价值。加入炭黑等补强剂，可以使这些橡胶的强度提高数倍至十倍。
本发明中，碳黑可以选自碳黑N110、碳黑N220、碳黑N330、碳黑N339、碳黑N351、碳黑N375、碳黑N550、碳黑N660和碳黑N774。
本发明的碳黑可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的上述碳黑均可以通过商购得到。
所述碳黑的重量份数例如可以是61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78或79。
石蜡油又称晶形蜡，碳原子数约为18～30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃（约为80％～95％），还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃（两者合计含量20％以下）。石蜡是从原油蒸馏所和的润滑油馏分经溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结晶、压榨脱蜡制得蜡膏，再经脱油，并补充精制制得的片状或针状结晶。
本发明的石蜡油可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的上述石蜡油均可以通过商购得到。
所述石蜡油的重量份数例如可以是11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28或29。
间接法氧化锌，是以锌锭为原料，锌在石墨坩埚内于1000℃的高温下转换为锌蒸汽，随后被鼓入的空气氧化生成氧化锌，并在冷却管后收集得氧化锌颗粒。不同的锌锭原料，生产出的氧化锌纯度也不一样，此工艺主要生产99.5%～99.7%的氧化锌。
本发明选用的间接法氧化锌，可以是执行标准GB/T3185-92的间接法氧化锌，优选氧化锌含量达到99.8%以上的间接法氧化锌作为本发明的原料。
本发明的上述间接法氧化锌可以通过商购得到。
所述间接法氧化锌的重量份数例如可以是4.1、4.3、4.5、4.7、4.9、5.1、5.3、5.5、5.7或5.9。
喹啉类防老剂中最重要的一类是防老剂RD，又称为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体、2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物、1，2-二氢-2，2，4-三甲基喹啉的均聚物、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、防老剂TMQ或防老剂224。
防老剂用于提高橡胶对热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光、高能射线的作用，以及其它化学物质和霉菌等的侵蚀的抵抗作用，延缓或抑制老化过程，从而延长橡胶及其制品的贮存期和使用寿命。
本发明的上述喹啉类防老剂可以通过商购得到。
所述喹啉类防老剂的重量份数例如可以是1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.9。
咪唑类防老剂，常见的包括2-巯基甲基苯并咪唑（2-Mercaptomethylbenzimidazole）（又称为防老剂MMB）、2-巯基苯并咪唑锌盐（2-Mercaptobenzimidazole zinc）（又称为防老剂MBZ）、2-巯基苯并咪唑（2-Mercaptobenzimidazole）（又称为防老剂MB）。
本发明的咪唑类防老剂可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的上述咪唑类防老剂均可以通过商购得到。
所述咪唑类防老剂的重量份数例如可以是1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8或1.9。
本发明同时采用喹啉类防老剂和咪唑类防老剂，其协同效应明显，可显著增强防老效果。
本发明对采用的润滑剂没有特别限制，可以是常用于橡胶生产中的任何润滑剂，包括但不限于石蜡等。
本发明的润滑剂可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的润滑剂可以通过商购得到。
所述润滑剂的重量份数例如可以是2.1、2.3、2.5、2.7、2.9、3.1、3.3、3.5、3.7或3.9。
本发明促进剂可以选择促进剂M（2-Mercaptobenzothiazole）、促进剂DM（2、2'-二硫代二苯并噻唑）、促进剂CZ（N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺）、促进剂SP-C、促进剂TMTD和促进剂PZ（二甲基二硫代氨基甲酸锌）等。
本发明的促进剂可以单独使用一种，也可以混合使用多种。
本发明的促进剂均可以通过商购得到。
所述促进剂的重量份数例如可以是3.1、3.3、3.5、3.7、3.9、4.1、4.3、4.5、4.7或4.9。
本发明硫磺是重要的硫化剂。
所述硫磺的重量份数例如可以是0.52、0.55、0.58、0.62、0.65、0.68、0.72、0.75、0.78、0.82、0.85、0.88、0.92、0.95或0.98。
本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述减震垫不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。
其他组分例如着色剂等，可以选用各种颜料，主要作用使本发明减震垫具有多种颜色，提高减震垫的美观效果，使应用的选择性大大提高。
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的减振垫的制备方法，所述方法包括：
（1）按重量份数将三元乙丙橡胶160～190、碳黑60～80、石蜡油10～30、间接法氧化锌4～6、喹啉类防老剂1～2、咪唑类防老剂1～2、润滑剂2～4、促进剂3～5、硫磺0.5～1加入密炼机中，进行混炼，并过滤；
（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内进行硫化处理，得到所述减振垫。
优选地，所述步骤（2）的硫化处理的条件为：加压140～160Kgf/cm2，例如141Kgf/cm2、142Kgf/cm2、143Kgf/cm2、144Kgf/cm2、145Kgf/cm2、146Kgf/cm2、147Kgf/cm2、148Kgf/cm2、149Kgf/cm2、150Kgf/cm2、151Kgf/cm2、152Kgf/cm2、153Kgf/cm2、154Kgf/cm2、155Kgf/cm2、156Kgf/cm2、157Kgf/cm2、158Kgf/cm2、159Kgf/cm2或160Kgf/cm2，优选145～155Kgf/cm2，更优选150Kgf/cm2。
优选地，所述步骤（2）的硫化处理的温度为170℃～180℃，例如171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃或180℃，优选172℃～178℃，更优选175℃。
优选地，所述步骤（2）的硫化处理的时间为300～360秒，例如305秒、310秒、315秒、320秒、325秒、330秒、335秒、340秒、345秒、350秒或355秒，优选320～340秒，更优选330秒。
优选地，还包括：（3）将所述硫化处理后得到的减振垫进行修边、检验、包装和入库。
本发明的减震垫具有良好的耐热性和高强度（表1），能够满足汽车散热器对减震垫长寿命的要求，同时改善了产品的动态性能，提高了散热器的减震效果。本发明的制备方法工艺简单，便于控制，适合工业化生产。
表1本发明减震垫与现有技术性能参数的比较
性能参数 现有技术（某商业产品） 本发明 测试方法
扯断强度（MPa） 12.4 15.4～17.8 GB/T528
扯断伸长率（%） 652 718～802 GB/T528
耐受极限温度（℃） 152 162～168 /
附图说明
图1为本发明减震垫的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解，以下实施例仅为本发明的优选实施例，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
所述用于汽车散热器的减振垫按重量份含量配比如下：
三元乙丙橡胶 160 防老剂2（咪唑类） 1
碳黑 60 润滑剂 2
石蜡烃油 10 促进剂 3
间接法氧化锌 4 硫磺 0.5
防老剂1（喹啉类） 1
参照图1，所述用于汽车散热器的减振垫的制造工艺如下：
（1）将上述按重量份含量的原料加入密炼机中，进行混炼，并过滤；
（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压160Kgf/cm2,升温至180℃，时间360秒进行硫化处理。
（3）将所述硫化处理后得到的减振垫进行修边、检验、包装和入库。
按照GB/T528测试，本实施例的减振垫扯断强度为16.2MPa，扯断伸长率为754%；测试耐受极限温度为162℃。上述性能明显优于现有技术。
实施例2
所述用于汽车散热器的减振垫按重量份含量配比如下：
三元乙丙橡胶 175 防老剂2（咪唑类） 1.5
碳黑 70 润滑剂 3
石蜡烃油 20 促进剂 4
间接法氧化锌 5 硫磺 0.7
防老剂1（喹啉类） 1.5
参照图1，所述用于汽车散热器的减振垫的制造工艺如下：
（1）将上述按重量份含量的原料加入密炼机中，进行混炼，并过滤；
（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压150Kgf/cm2,升温至175℃，时间330秒进行硫化处理。
（3）将所述硫化处理后得到的减振垫进行修边、检验、包装和入库。
按照GB/T528测试，本实施例的减振垫扯断强度为17.8MPa，扯断伸长率为802%；测试耐受极限温度为168℃。上述性能明显优于现有技术。
实施例3
所述用于汽车散热器的减振垫按重量份含量配比如下：
三元乙丙橡胶 190 防老剂2（咪唑类） 2
碳黑 80 润滑剂 4
石蜡烃油 30 促进剂 5
间接法氧化锌 6 硫磺 1.0
防老剂1（喹啉类） 2
参照图1，所述用于汽车散热器的减振垫的制造工艺如下：
（1）将上述按重量份含量的原料加入密炼机中，进行混炼，并过滤；
（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压140Kgf/cm2,升温至170℃，时间300秒进行硫化处理。
（3）将所述硫化处理后得到的减振垫进行修边、检验、包装和入库。
按照GB/T528测试，本实施例的减振垫扯断强度为15.4MPa，扯断伸长率为718%；测试耐受极限温度为162℃。上述性能明显优于现有技术。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及详细方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明选用组分的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车散热器的减振垫，其特征在于，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶160～190，碳黑60～80，石蜡油10～30，间接法氧化锌4～6，喹啉类防老剂1～2，咪唑类防老剂1～2，润滑剂2～4，促进剂3～5，硫磺0.5～1。
2.根据权利要求1所述的减振垫，其特征在于，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶170～180，碳黑65～75，石蜡油15～25，间接法氧化锌4.5～5.5，喹啉类防老剂1.2～1.8，咪唑类防老剂1.2～1.8，润滑剂2.5～3.5，促进剂3.5～4.5，硫磺0.6～0.8。
3.根据权利要求1或2所述的减振垫，其特征在于，所述减振垫按重量份数包括：三元乙丙橡胶175，碳黑70，石蜡油20，间接法氧化锌5，喹啉类防老剂1.5，咪唑类防老剂1.5，润滑剂3，促进剂4，硫磺0.7。
4.根据权利要求1～3任一项所述的减振垫，其特征在于，所述三元乙丙橡胶的第三单体非共轭二烯烃选自5-亚乙基-2-降冰片烯、双环戊二烯和1，4-己二烯。
5.根据权利要求1～4任一项所述的减振垫，其特征在于，所述碳黑选自碳黑N110、碳黑N220、碳黑N330、碳黑N339、碳黑N351、碳黑N375、碳黑N550、碳黑N660和碳黑N774。
6.根据权利要求1～5任一项所述的减振垫，其特征在于，所述喹啉类防老剂为防老剂RD；
优选地，所述咪唑类防老剂选自2-巯基甲基苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑锌盐和2-巯基苯并咪唑。
7.根据权利要求1～6任一项所述的减振垫，其特征在于，所述促进剂选自促进剂M、促进剂DM、促进剂CZ、促进剂SP-C、促进剂TMTD和促进剂PZ。
8.一种权利要求1～7任一项所述的减振垫的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
（1）按重量份数将三元乙丙橡胶160～190、碳黑60～80、石蜡油10～30、间接法氧化锌4～6、喹啉类防老剂1～2、咪唑类防老剂1～2、润滑剂2～4、促进剂3～5、硫磺0.5～1加入密炼机中，进行混炼，并过滤；
（2）将步骤（1）得到的合成橡胶通过开炼机热炼均匀后进行挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内进行硫化处理，得到所述减振垫。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的硫化处理的条件为：加压140～160Kgf/cm2，优选145～155Kgf/cm2，更优选150Kgf/cm2；
优选地，硫化处理的温度为170℃～180℃，优选172℃～178℃，更优选175℃；
优选地，硫化处理的时间为300～360秒，优选320～340秒，更优选330秒。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，还包括：
（3）将所述硫化处理后得到的减振垫进行修边、检验、包装和入库。
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