CN104693510A - 一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其配方为40-90份重量份的天然橡胶，20-50重量份的环氧化反式-1，4-聚异戊二烯，2-10重量份的乙烯基硅烷偶联剂，1-8重量份的聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯，1-3重量份的加工助剂，1-3重量份的氧化锌，5-20重量份的白炭黑，2-5重量份的硫化剂，1-3重量份的硫化促进剂，1-2重量份的防老剂。采用本发明雨刷胶片的制备材料和制备方法制造出来的雨刷胶片，具有使用寿命长且刷拭效果好的特点。

Description

一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车领域，其涉及到一种汽车雨刷胶片，特别涉及到一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料及其制备方法。

背景技术

汽车雨刷是用于汽车挡风玻璃前后窗上的安全部件，其工作目的是清除玻璃表面的水、冰、雪以及灰尘等，以获得清晰的视野。汽车雨刷一般由雨刷胶片、无骨雨刷钢片、雨刷护套和塑料件四种配件组成，其中，雨刷胶片是实际有效刮净汽车挡风玻璃外表面上雨水及其他污物的部件，故雨刷胶片性能的优劣直接影响刷拭效果。

根据雨刷胶片生产所用的原材料，可以将其发展分为这么几代。第一代主要以二烯烃类橡胶如NR、SBR、CR、BR为主要原料，再配以适宜的辅助材料用模压或者连续硫化工艺制备而成。但是由于二烯烃类的不饱和橡胶耐候性差，即其难以抵抗紫外线、热、氧和臭氧等的侵蚀老化，故而这种材料的雨刷胶片存在着使用寿命短的缺点。第二代为了克服二烯烃类橡胶耐老化和耐候性性能不佳的缺点，采用三元乙丙橡胶作为雨刷片的主要原料，这种材质的雨刷胶片虽然耐老化和耐候性性能得到改善，但这类雨刷片表面不易处理、爽滑性差，故而其存在着刷拭效果差的缺点。近年来，开发者从使用寿命和刷拭效果考虑，认为二烯烃类橡胶仍不失为综合性能优良的雨刷片材料，因此开始主将研发方向转变为二烯烃类橡胶的改性。

如专利号为201110389380.9的中国发明专利中公布了一种汽车雨刷胶条用胶料、其制备方法及用该胶料制备雨刷胶条的工艺。其胶料按重量份计由下述组分构成：甲基乙烯基硅橡胶100份；气相法白炭黑N2020～55份；羟基硅油1～2.5份；润滑剂5～10份；着色剂0～1.7份；双二四硫化剂0.8～2.5份。这种雨刷胶片材料以甲基乙烯基硅橡胶代替现有配方中的天然橡胶或天然橡胶与其它合成橡胶的组合，新增气相法白炭黑N20为补强剂，再结合羟基硅油对气相法白炭黑N20进行结构控制，以提升胶料的耐候性、强度和疏水性能，这种雨刷胶条虽然在耐候性上较二烯烃类橡胶材质的雨刷胶条有了很大程度上的改善，但是其刷拭效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用寿命长且刷拭效果好的耐刮擦雨刷胶片的制备材料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，其配方为40-90份重量份的天然橡胶，20-50重量份的环氧化反式-1，4-聚异戊二烯，2-10重量份的乙烯基硅烷偶联剂，1-8重量份的聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯，1-3重量份的加工助剂，1-3重量份的氧化锌，5_-20重量份的白炭黑，2-5重量份的硫化剂，1-3重量份的硫化促进剂，1-2重量份的防老剂，其中加工助剂为脂肪酸金属盐油膏、脂肪酸酯、硬脂酸、微晶蜡或低分子聚乙烯蜡中的一种或多种，该硫化剂为硫磺、过氧化苯甲酰、二硫化四甲基秋兰姆或N，N，-间苯撑双马来酰亚胺中的一种或多种，该硫化促进剂为N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺或N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或多种，该防老剂为N，N`一二甲苯基对苯二胺、N-苯基-N-异丙基-对苯二胺、N，N’二苯基-对苯二胺、N-苯基-N-环己基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉或N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺中的一种或多种。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该加工助剂为低分子聚乙烯蜡。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该硫化剂为硫磺和N，N，-间苯撑双马来酰亚胺的混合物。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该防老剂中硫磺占的重量百分比为75％-80％。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该硫化促进剂为N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该防老剂为N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺。

上述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，该氧化锌颗粒的粒径为0.01-0.1μm。

相应的，本发明的另一个目的在于提供一种上述耐刮擦雨刷胶片的制备方法，包括如下步骤：

S1、按配方称取氧化锌和白炭黑，加入到高速混合机中混合10min，得混合物料；

S2、按配方称取天然橡胶、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂、聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯和加工助剂，加入捏合机中搅拌混炼20-40min，然后将步骤S1所得混合物料加入到捏合机中，升温至150℃，继续混炼40-60min，再真空抽至-0.1MPa，保持150℃，继续混炼60min，最后排料并在滤胶机中滤胶得到基础混炼胶；

S3、将步骤S2所得的混炼胶加入到开炼机中，按配方称取硫化剂、硫化促进剂和防老剂，并加入到开炼机中，混合均匀即得雨刷胶片原料；

S4、将步骤S3所得的雨刷胶片原料，依次通过挤出机、硫化机和切割机处理，最后即得雨刷胶片。

本发明的有益效果是：通过在天然橡胶中加入环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂和聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯，其中环氧化反式-1，4-聚异戊二烯由高硬度、生热低、耐磨性能好、动态疲劳性能优良且亲水能力强的TPI(反式-1，4-聚异戊二烯)经环氧改性而生成，并且在环氧化反式-1，4-聚异戊二烯中仍然有部分的TPI结晶，故其能够与天然橡胶很好的相容，即让天然橡胶的性质得以改善；另外，乙烯基硅烷偶联剂中的不饱和碳碳双键可以与天然橡胶中的不饱和键结合，使得橡胶表面得到较多的Si-OR，从而改善整个雨刷的表面极性，提高耐磨性、耐划伤性和耐腐蚀性，特别是在湿环境中的腐蚀和剥离；同时，聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯能够显著提升大分子链段自由改变微观构象的能力，其能够与环氧化反式-1，4-聚异戊二烯和天然橡胶会形成互穿网络的穿插结构，从而有效改善整个体系的力学性能如硬度、拉伸屈服应力、屈服伸长率等。同时本发明配合加入加工助剂、氧化锌、白炭黑、硫化剂、硫化促进剂和防老剂这些材料，可以得到完整雨刷胶片原料，通过挤出机、硫化机和切割机处成型后，即可得到成品雨刷胶片，并且所得雨刷胶片具有使用寿命长且刷拭效果好的优点。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例详细的说明，说明如下：

实施例1：

本发明耐刮擦雨刷胶片在制造过程中，第一步按照下列重量份比称取原料：

第二步按照下述步骤进行生产加工：

S1、将称量好的氧化锌和白炭黑，加入到高速混合机中混合10min，得混合物料；

S2、将称量好的天然橡胶、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂、聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯和加工助剂，加入捏合机中搅拌混炼20min，然后将步骤S1所得混合物料加入到捏合机中，升温至150℃，继续混炼40min，再真空抽至-0.1MPa，保持150℃，继续混炼60min，最后排料并在滤胶机中滤胶得到基础混炼胶；

S3、将步骤S2所得的混炼胶加入到开炼机中，将称量好的硫化剂、硫化促进剂和防老剂一起加入到开炼机中，混合均匀即得雨刷胶片原料；

S4、将步骤S3所得的雨刷胶片原料，依次通过挤出机、硫化机和切割机处理，最后即得成品雨刷胶片。

实施例2：

本发明耐刮擦雨刷胶片在制造过程中，第一步按照下列重量份比称取原料：

第二步按照下述步骤进行生产加工：

S1、将称量好的氧化锌和白炭黑，加入到高速混合机中混合10min，得混合物料；

S2、将称量好的天然橡胶、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂、聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯和加工助剂，加入捏合机中搅拌混炼30min，然后将步骤S1所得混合物料加入到捏合机中，升温至150℃，继续混炼50min，再真空抽至-0.1MPa，保持150℃，继续混炼60min，最后排料并在滤胶机中滤胶得到基础混炼胶；

S3、将步骤S2所得的混炼胶加入到开炼机中，将称量好的硫化剂、硫化促进剂和防老剂一起加入到开炼机中，混合均匀即得雨刷胶片原料；

S4、将步骤S3所得的雨刷胶片原料，依次通过挤出机、硫化机和切割机处理，最后即得成品雨刷胶片。

实施例3：

本发明耐刮擦雨刷胶片在制造过程中，第一步按照下列重量份比称取原料：

第二步按照下述步骤进行生产加工：

S1、将称量好的氧化锌和白炭黑，加入到高速混合机中混合10min，得混合物料；

S2、将称量好的天然橡胶、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂、聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯和加工助剂，加入捏合机中搅拌混炼40min，然后将步骤S1所得混合物料加入到捏合机中，升温至150℃，继续混炼60min，再真空抽至-0.1MPa，保持150℃，继续混炼60min，最后排料并在滤胶机中滤胶得到基础混炼胶；

S3、将步骤S2所得的混炼胶加入到开炼机中，将称量好的硫化剂、硫化促进剂和防老剂一起加入到开炼机中，混合均匀即得雨刷胶片原料；

S4、将步骤S3所得的雨刷胶片原料，依次通过挤出机、硫化机和切割机处理，最后即得成品雨刷胶片。

上述实施例1至实施例3，所得雨刷胶片的性能检测如下表所示：

上述实施例1至实施例3中：

天然橡胶，为上海岩中实业有限公司提供的越南SVR 3L大金杯标胶；

环氧化反式-1，4-聚异戊二烯，为上海多康实业有限公司提供的型号为SKI-5PM的异戊二烯橡胶；

乙烯基硅烷偶联剂，为南京能德化工有限公司提供的型号为KH-151的乙烯基三乙氧基硅烷；

聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯，为上海多康实业有限公司提供的牌号为9554的SEBS；

低分子聚乙烯蜡，为余姚市德庭化工贸易有限公司提供的型号为AC-617A的低分子聚乙烯蜡；

氧化锌，为上海江沪实业有限公司提供的粒径为20-30的南海型纳米氧化锌；

白炭黑，为上海凯茵化工有限公司提供的型号为M-5的白炭黑；

硫磺，为临沂金磺化工有限公司提供的400目规格的硫磺粉；

N，N，-间苯撑双马来酰亚胺，为深圳市隆利丰材料有限公司提供的型号为HVA-2的N，N，-间苯撑双马来酰亚胺；

N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺，为郑州美克沃特贸易有限公司提供的苯并噻唑BT；

N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺，为上海成锦化工有限公司提供的防老剂4020；

脂肪酸酯，为上海凯必特化工有限公司提供的型号为S-80的失水山梨醇脂肪酸酯；

二硫化二苯并噻唑，为淄博银科橡塑科技有限公司提供的工业级二硫化二苯并噻唑；

N，N`一二甲苯基对苯二胺，为南京同和化工有限公司提供的68953-84-4规格的N，N`一二甲苯基对苯二胺。

另外，应当指出的是：

将调配好的雨刷胶片原料依次通过挤出机成型、硫化机硫化和切割机裁切以得到最后成品雨刷胶片，是雨刷胶片生产过程中非常成熟的工艺，故在上述三个实施例中，对其具体操作和工艺参数进行了省略。

本发明用到的乙烯基硅烷偶联剂不局限于乙烯基三乙氧基硅烷，其还可以是乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三枯烯基过氧硅烷等乙烯基硅烷偶联剂，满足其中的不饱和碳碳双键可以与天然橡胶中的不饱和键结合，使得橡胶表面得到较多的Si-OR，以改善整个雨刷的表面极性，提高耐磨性、耐划伤性和耐腐蚀性即可。

本发明用到的加工助剂不局限于低分子聚乙烯蜡和脂肪酸酯，其还可以为脂肪酸金属盐油膏、硬脂酸、微晶蜡等中的一种或多种，满足其可以改善橡胶与填充剂的相容性，以提高混炼加工的分散性和流动性，从而防止加工中的粘辊、粘模现象即可。

本发明用到的氧化锌的粒径优选为0.01-0.1μm，其可以通过相应规格的筛网筛选而得，采用这种粒径的氧化锌，能够更好的促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用，同时在硫化过程，能够提高稳定性、加工安全性、产品合格率，另外，还可以提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。

本发明用到的硫化剂不局限于硫磺和N，N’-间苯撑双马来酰亚胺，其还可以为过氧化苯甲酰、二硫化四甲基秋兰姆和N，N’-间苯撑双马来酰亚胺等硫化剂中的一种或者两种，满足能防止硫化返原，改善耐热性，降低生热、耐老化，提高橡胶的粘合力和胶体的模量，降低压缩永久变形即可。

本发明用到的硫化促进剂不局限于N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化二苯并噻唑，其还可以为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺等硫化促进剂中的一种或者几种，满足其能够缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能等即可。

本发明用到的防老剂不局限于N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺和N，N`一二甲苯基对苯二胺，其还可以为N-苯基-N-异丙基-对苯二胺、N，N’二苯基-对苯二胺、N-苯基-N-环己基对苯二胺和2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉等防老剂中的一种或者多种，满足其能够有效延缓或抑制橡胶胶条的老化过程，从而延长本发明雨刷胶片的使用寿命即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，其配方为40-90份重量份的天然橡胶，20-50重量份的环氧化反式-1，4-聚异戊二烯，2-10重量份的乙烯基硅烷偶联剂，1-8重量份的聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯，1-3重量份的加工助剂，1-3重量份的氧化锌，5-20重量份的白炭黑，2-5重量份的硫化剂，1-3重量份的硫化促进剂，1-2重量份的防老剂，所述加工助剂为脂肪酸金属盐油膏、脂肪酸酯、硬脂酸、微晶蜡或低分子聚乙烯蜡中的一种或多种，所述硫化剂为硫磺、过氧化苯甲酰、二硫化四甲基秋兰姆或N，N，-间苯撑双马来酰亚胺中的一种或多种，所述硫化促进剂为N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺或N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或多种，所述防老剂为N，N`一二甲苯基对苯二胺、N-苯基-N-异丙基-对苯二胺、N，N’二苯基-对苯二胺、N-苯基-N-环己基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉或N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述加工助剂为低分子聚乙烯蜡。

3.根据权利要求1所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述硫化剂为硫磺和N，N’-间苯撑双马来酰亚胺的混合物。

4.根据权利要求3所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述防老剂中硫磺占的重量百分比为75％-80％。

5.根据权利要求1所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述硫化促进剂为N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺。

6.根据权利要求1所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述防老剂为N-(1，3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺。

7.根据权利要求1所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备材料，其特征在于，所述氧化锌颗粒的粒径为0.01-0.1μm。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种耐刮擦雨刷胶片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按配方称取氧化锌和白炭黑，加入到高速混合机中混合10min，得混合物料；

S2、按配方称取天然橡胶、环氧化反式-1，4-聚异戊二烯、乙烯基硅烷偶联剂、聚苯乙烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯和加工助剂，加入捏合机中搅拌混炼20-40min，然后将步骤S1所得混合物料加入到捏合机中，升温至150℃，继续混炼40-60min，再真空抽至-0.1MPa，保持150℃，继续混炼60min，最后排料并在滤胶机中滤胶得到基础混炼胶；

S3、将步骤S2所得的混炼胶加入到开炼机中，按配方称取硫化剂、硫化促进剂和防老剂，并加入到开炼机中，混合均匀即得雨刷胶片原料；

S4、将步骤S3所得的雨刷胶片原料，依次通过挤出机、硫化机和切割机处理，最后即得雨刷胶片。