CN104761907A

CN104761907A - 一种高抗撕裂、高抗疲劳的排气管吊耳及其制备方法

Info

Publication number: CN104761907A
Application number: CN201410395659.1A
Authority: CN
Inventors: 夏迎松; 杨兆苇; 任金水; 朱宝宁; 赵伟
Original assignee: Anhui Zhongding Sealing Parts Co Ltd
Current assignee: Anhui Zhongding Sealing Parts Co Ltd
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2015-07-08

Abstract

本发明公开了一种高抗撕裂、高抗疲劳的排水管吊耳及其制备方法。该排气管吊耳的原料按照质量份包含60～80份甲基乙烯基硅橡胶、5～15份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、10～30份二氧化硅、3～5份着色颜料、1～3份热稳定剂、4～5份结构化控制剂、2～3份相容剂和0.7～1份硫化剂。本发明的排气管吊耳通过优化甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基三氟丙基橡胶、二氧化硅、着色颜料、热稳定剂、结构化控制剂、相容剂和硫化剂的加入量，使得具有优异的抗撕裂性和抗疲劳性。羟基硅油和二甲基硅醚作为结构化控制剂使用，可以有效的控制硅橡胶与填料的团聚现象；选用反应性烷氧基聚硅氧烷为相容剂，能增加硅橡胶与填料以及结构化控制剂之间的相容性，使胶料混炼更加均匀，从而有效的提高胶料的撕裂强度和抗疲劳性。

Description

一种高抗撕裂、高抗疲劳的排气管吊耳及其制备方法

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，尤其涉及一种高抗撕裂、高抗疲劳的排气管吊耳及其制备方法。

背景技术

排气系统是现代汽车上的重要总成之一，对净化废气排放、吸收发动机排气激励噪声具有十分重要的作用。排气管吊耳作为排气系统的承载与隔振部件，主要起到悬挂排气系统和来自于排气系统的激励与车身隔离的作用。随车身轻量化设计、发动机前置—前轮驱动以及平衡性较差的四缸发动机的普遍采用，并且排气系统处于高温和泥水等环境中,由于随着使用时间的延长，橡胶体不可避免的会造成老化变形等，产品的整体使用性能会大大的降低，由其引发的排气管吊耳的失效以及由排气系统激励引起的车内振动与噪音问题在新开发车型中是个常见问题，并直接影响到用户对汽车产品的满意度。

随着汽车发动机涡轮增压的普及，发动机的温度越来越高，汽车排出尾气的温度也越来越高，特别是靠近发动机的地方，温度已经超过150℃，普通EPDM的排气管吊耳，已经不能满足高温的要求，必须采用耐热更高的硅橡胶来制作。吊耳在使用过程中，长期承载受力，在车辆行驶中还不断受到动态力。这些常见问题要求制作排气管吊耳的橡胶材料具有较高的强度，以及优异的耐高温性能和耐腐蚀性能和耐久性能，同时要保证吊耳必须有良好的抗撕裂性和疲劳耐久性能。因此如何开发高性能的吊耳对整个排气系统以及优化整车NVH性能具有重要的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提供一种排气管吊耳，该排气管吊耳具有较高的高抗撕裂和较高的抗疲劳性。

本发明另一方面提供一种制备用于滚筒洗衣机的排水管的方法，使用该方法制备的排水管具有较好的抗变形性。

一种高抗撕裂、高抗疲劳的排气管吊耳，其原料按照质量份包含60～80份甲基乙烯基硅橡胶、5～15份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、10～30份二氧化硅、3～5份着色颜料、1～3份热稳定剂、4～5份结构化控制剂、2～3份相容剂和0.7～1份硫化剂。

以上排气管吊耳的技术方案中，甲基乙烯基硅橡胶有非常好的耐高温性能，甲基乙烯基三氟丙基橡胶具有高温性能的同时还具有耐油性，由于甲基乙烯基三氟丙基橡胶价格较贵，使用甲基乙烯基硅橡胶作为第一基础胶，甲基乙烯基三氟丙基橡胶作为第二基础胶。

二氧化硅为气相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅。气相法二氧化硅作为填料使用；；2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷作为硫化剂使用。

其中，着色颜料为氧化铁红。氧化铁红作为着色颜料使用的同时还能够加强材料的热稳定性

其中，所述热稳定剂为热稳定剂NR-1。热稳定剂NR-1作为热稳定剂使用的同时，还能够增强材料的抗老化性。本发明中的热稳定剂NR-1为市售，例如宜兴市丽莱化工有限公司生产的热稳定剂NR-1。

硫化结构化是气相法白炭黑填充硅橡胶体系在加工和贮存中，由于白炭黑的表面活性羟基对硅橡胶分子的物理化学吸附而产生的胶料变硬、可塑性下降、逐渐丧失返炼和加工工艺性能的现象，旨在消除硅橡胶-白炭黑体系结构化现象的助剂称为结构控制剂或抗结构化剂。结构化控制剂可以为羟基硅油和二甲基硅醚的混合物。羟基硅油和二甲基硅醚作为结构化控制剂使用，可以有效的控制硅橡胶与填料的团聚现象，反应性烷氧基聚硅氧烷作为相容剂，主要是增加硅橡胶与填料以及结构化控制剂之间的相容性，使胶料混炼更加均匀，可以有效的提高胶料的撕裂强度和抗疲劳性能。本发明中结构化控制剂可以为市售。

其中，所述相容剂为反应性烷氧基聚硅氧烷。

硫化剂可以选用本领域技术人员所熟知的硫化剂，本发明优选为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷。

本发明中的排气管吊耳的原料耳除了包含上述原料外，本领域常用的其它加工助剂，例如促进剂、老化剂等，根据实际产品的性能需求可添加。

一种制备上述排气管吊耳的方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份将60～80份甲基乙烯基硅橡胶、5～15份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、10～30份二氧化硅、3～5份着色颜料、1～3份热稳定剂、4～5份结构化控制剂、2～3份相容剂和0.7～1份硫化剂置入密炼设备中进行密炼，得到密炼橡胶；

(2)将所述密炼橡胶置入密炼设备中进行开炼而成型，得到成型橡胶；

(3)将所述成型橡胶置入硫化设备中由先至后依次进行第一次硫化处理和第二次硫化处理。

其中，步骤(1)中所述密炼的温度为70～90℃，密炼的压力为110～140Kgf/cm2，密炼的时间为30～50分钟；步骤(2)中所述开炼的温度为50～60℃，开炼的时间为20～30分钟。

其中，步骤(3)中所述第一次硫化处理的压力为100～150Kgf/cm2，第一次硫化处理温度为165～175℃，第一次硫化处理的时间为240～360秒；第二次硫化处理的温度为180～200℃，第一次硫化处理时间为4～6小时。

其中，在步骤(1)之后、步骤(2)之前还包括从密炼橡胶中筛选出硬度为55～75度、强度大于等于6MPa且伸长率不低于原有长度的150％的密炼橡胶。

第一次硫化处理和第二次硫化处理之间包括对排气管吊耳进行修边。第二次硫化处理按照由先至后的顺序还包括检验、包装和入库。修边、检验、包装和入库的具体操作已为本领域的技术人员所知晓，在此不再赘述。

本发明的排气管吊耳通过优化甲基乙烯基硅橡胶、甲基乙烯基三氟丙基橡胶、二氧化硅、着色颜料、热稳定剂、结构化控制剂、相容剂和硫化剂的加入量，使得具有优异的抗撕裂性和抗疲劳性。羟基硅油和二甲基硅醚作为结构化控制剂使用，可以有效的控制硅橡胶与填料的团聚现象；选用反应性烷氧基聚硅氧烷为相容剂，能增加硅橡胶与填料以及结构化控制剂之间的相容性，使胶料混炼更加均匀，从而有效的提高胶料的撕裂强度和抗疲劳性。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

首先，按照质量份将70份甲基乙烯基硅橡胶、10份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、20份气相法二氧化硅、4份氧化铁红、2份热稳定剂NR-1、4份羟基硅油、0.3份二甲基硅醚、2份反应性烷氧基聚硅氧烷和0.8份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷置入密炼机中在温度为70℃、压力为140Kgf/cm²之条件下进行密炼30min，得到密炼橡胶。

接着，对上述密炼橡胶进行检测，从中筛选出硬度为67度，强度为7.2MPa，伸长率为180％的密炼橡胶。将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为50℃、之条件下进行密炼20min开炼而挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压100Kgf/cm²，升温至175℃，进行第一次硫化处理360秒。待将第一次硫化处理的橡胶修边后，置入烘箱中在200℃下进行第二次硫化处理4小时。

最后，进行检验、包装和入库，得到排气管吊耳。

实施例2

首先，按照质量份将60份甲基乙烯基硅橡胶、5份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、10份气相法二氧化硅、3份氧化铁红、2份热稳定剂NR-1、4份羟基硅油、0.6份二甲基硅醚、3份反应性烷氧基聚硅氧烷和0.7份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷置入密炼机中在温度为70℃、压力为130Kgf/cm²之条件下进行密炼40min，得到密炼橡胶。

接着，对上述密炼橡胶进行检测，从中筛选出硬度为71度，强度为7.4MPa，伸长率为210％的密炼橡胶。将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为50℃、之条件下进行密炼20min开炼而挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压120Kgf/cm²，升温至175℃，进行第一次硫化处理360秒。待将第一次硫化处理的橡胶修边后，置入烘箱中在200℃下进行第二次硫化处理5小时。

最后，进行检验、包装和入库，得到排气管吊耳。

实施例3

首先，按照质量份将80份甲基乙烯基硅橡胶、15份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、30份气相法二氧化硅、5份氧化铁红、2份热稳定剂NR-1、3份羟基硅油、1.2份二甲基硅醚、2份反应性烷氧基聚硅氧烷和0.8份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷置入密炼机中在温度为70℃、压力为130Kgf/cm²之条件下进行密炼35min，得到密炼橡胶。

接着，对上述密炼橡胶进行检测，从中筛选出硬度为70度，强度为8.4MPa，伸长率为200％的密炼橡胶。将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为60℃、之条件下进行密炼30min开炼而挤出成型，然后将挤出成型后的胶条注入硫化设备中的模具内，加压130Kgf/cm²，升温至175℃，进行第一次硫化处理360秒。待将第一次硫化处理的橡胶修边后，置入烘箱中在200℃下进行第二次硫化处理6小时。

最后，进行检验、包装和入库，得到排气管吊耳。

实施例4

本例中按照质量份其原料包含65份甲基乙烯基硅橡胶、8份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、15份气相法二氧化硅、3.5份氧化铁红、1份热稳定剂NR-1、3份羟基硅油、1份二甲基硅醚、2.5份反应性烷氧基聚硅氧烷和0.75份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，除此之外，其他同于实施例1。

实施例5

本例中按照质量份其原料包含75份甲基乙烯基硅橡胶、12份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、25份气相法二氧化硅、4.5份氧化铁红、3份热稳定剂NR-1、4份羟基硅油、1份二甲基硅醚、3份反应性烷氧基聚硅氧烷和1份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，除此之外，其他同于实施例2。

实施例6

本例中按照质量份其原料包含70份甲基乙烯基硅橡胶、10份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、20份气相法二氧化硅、4份氧化铁红、1.5份热稳定剂NR-1、4份羟基硅油、0.5份二甲基硅醚、2.5份反应性烷氧基聚硅氧烷和0.85份2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，除此之外，其他同于实施例3。

将实施例1～6得到的排气管吊耳进行撕裂强度和100％定伸疲劳寿命进行测试，其测试结果如下表：

表1

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料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

1.一种高抗撕裂、高抗疲劳的排气管吊耳，其特征在于，其原料按照质量份包含60～80份甲基乙烯基硅橡胶、5～15份甲基乙烯基三氟丙基橡胶、10～30份二氧化硅、3～5份着色颜料、1～3份热稳定剂、4～5份结构化控制剂、2～3份相容剂和0.7～1份硫化剂。

2.根据权利要求1所述的排气管吊耳，其特征在于，所述二氧化硅为气相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的排气管吊耳，其特征在于，所述着色颜料为氧化铁红。

4.根据权利要求1所述的排气管吊耳，其特征在于，所述热稳定剂为热稳定剂NR-1。

5.根据权利要求1所述的排气管吊耳，其特征在于，所述结构化控制剂为羟基硅油和二甲基硅醚的混合物。

6.根据权利要求1所述的排气管吊耳，其特征在于，所述相容剂为反应性烷氧基聚硅氧烷。

7.一种制备权利要求1所述排水管吊耳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述密炼的温度为70～90℃，密炼的压力为110～140Kgf/cm²，密炼的时间为30～50分钟；步骤(2)中所述开炼的温度为50～60℃，开炼的时间为20～30分钟。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述第一次硫化处理的压力为100～150Kgf/cm²，第一次硫化处理温度为165～175℃，第一次硫化处理的时间为240～360秒；第二次硫化处理的温度为180～200℃，第二次硫化处理时间为4～6小时。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之后、步骤(2)之前还包括从密炼橡胶中筛选出硬度为55～75度、强度大于等于6MPa且伸长率不低于原有长度的150％的密炼橡胶。