CN105255018A - 一种用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物，原料包括三元乙丙橡胶，氧化锌，硬脂酸，聚乙二醇，防老剂RD，防老剂DNP，碳黑N550，碳黑N660，补强剂GC，石蜡油，促进剂DTDM，促进剂BZ，促进剂DPTT和TMTD组成。其三元乙丙橡胶组合物抗拉强度高、耐热空气老化性较好,低温脆性优异，耐低温良好可以满足在冬季低温环境下使用，同时耐磨性和耐屈挠龟裂的性能也很好提高了产品的使用寿命。用于汽车衣帽架橡胶护帽的橡胶组合物能够更好的满足汽车定位功能化和限位的要求，汽车衣帽架作为隔开乘客舱和行李厢的内饰零件，衣帽架需要有一定的隔音和吸音的性能要求，汽车衣帽架橡胶护帽的定位可以减少汽车由于衣帽架振动引起的噪音。

Description

一种用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种橡胶组合物技术领域，具体涉及一种用于汽车衣帽架橡胶护帽的橡胶组合物。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，汽车内部的零件结构越来越复杂，汽车内部噪声及震动已经成为驾驶及乘坐舒适性的重要评价指标。衣帽架型面复杂，尺寸大且需复合面料。目前基材大多采用热压工艺，为了满足较复杂的型面要求和结构要求，基材有时也采用注塑工艺。基材成型后，可采用将基材加热或用加热的模具用模压的方法将基材和与面料复合。对于简单的衣帽架，一般采用一次模压，将基材和面料直接拉伸成型，模切后得到需要的最终产品。
根据衣帽架上功能件的配置不同，需要选择不同的衣帽架结构，可以是整体式，也可以是分片式。如果用螺栓（或螺母）连接遮阳帘，就要考虑人机工程的要求，不要从行李厢内将结构固定，这时就需要重新设计衣帽架的分块形式和装配顺序。但是分块式的衣帽架很难配合好，会造成间隙不均匀的情况，甚至可能会引起功能阻滞。所以尽量采用整体式结构。
由于衣帽架通常集成一些功能性部件，如遮阳帘和喇叭罩盖等，且乘员通常在衣帽架上放置一些物品，因此对衣帽架的强度有一定的要求，在设计时需要根据要求选择合适的衣帽架基材。由于衣帽架处于阳光可直射的区域，对衣帽架基材和面料的耐高温性和色牢度也有一定的要求。同时作为隔开乘客舱和行李厢的内饰零件，衣帽架需要有一定的隔音和吸音的性能要求。衣帽架通常采用卡扣、嵌件等固定件连接到钣金上，卡扣一般用胶水和基材连接，所以衣帽架基材应和胶水有较好的黏结性。其中衣帽架护帽是安装在帽架一侧的定位块上，装有护帽的定位块凸起与汽车尾门背板的凹陷处相连接固定。
目前的汽车衣帽架护帽选用天然橡胶材质或再生胶材质，随着汽车舒适性，人机工程，减震降噪，温度环境等要求的不断提升，天然橡胶或再生胶材质已经难以满足耐候性，耐热性，抗拉强度，低压缩永久变形，耐屈挠龟裂等要求。为改善橡胶护帽的性能，所以本发明开发了一种用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙橡胶组合物，对提高橡胶护帽的抗拉强度，耐候性，耐热性，耐屈挠龟裂，减震降噪和降低压缩永久变形等都有作用。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙橡胶组合物，使用三元乙丙橡胶为主体开发的汽车衣帽架橡胶护帽的组合物具有良好的抗拉强度、耐候性、耐热性、耐低温、耐磨性、耐气候、耐臭氧、耐龟裂等特点。
一种用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙橡胶组合物，其组份与重量份数为：
组分 重量份数
三元乙丙橡胶（1） 90～110
氧化锌 2～5
硬脂酸 1～3.0
聚乙二醇 2～3
防老剂RD（2） 0.8～1.2
防老剂DNP 0.5～1
炭黑N550 90～110
炭黑N660（3） 10～30
补强剂GC（4） 20～30
石蜡油 50～70
促进剂DTDM 1～2.0
促进剂BZ（5） 1～2.0
促进剂DPTT 0.5～1.5
促进剂TMTD 0.5～1.0
注：（1）三元乙丙橡胶：为ENB型乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物；
（2）防老剂RD：为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；
（3）炭黑N660：为N600系列粒径是49—60；
（4）补强剂GC：为矿物性二氧化硅，SiO2含量≥50%；
（5）促进剂BZ：为二正丁基二硫代氨基甲酸锌。
本发明中选用充油10phr的三元乙丙橡胶，门尼粘度ML(1+4)125℃:59，乙烯单体含量：48，第三单体：5.2。本发明中所加入的充油乙丙橡胶可以使组合物获得更好的延伸性能，更好的流动性能，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橡胶可以抵抗热，光，氧，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。使产品获得较高的抗拉强度，更好的扯断伸长率和耐磨性，优异的耐热性能和低温性能。使橡胶能够满足耐热老化性、耐天候性、耐臭氧性、耐磨性、耐屈挠性和耐低温性的要求。
在本发明中通过加入防老剂RD和防老剂DNP并用,可使产品具有优良的耐热性能，耐臭氧性能，更好的耐天候性，同时对屈挠龟裂，也有较强的防护作用。
在本发明中加入的防老剂RD和防老剂DNP并用,当炼胶温度升至80℃—100℃时两者可反应产生协同效应，可使产品具有优良的耐热性能，耐臭氧性能，更好的耐天候性，同时对屈挠龟裂，也有较强的防护作用。两种防老剂在一定温度下的并用，比单一使用其中一种防老剂更有效，可以显著提高橡胶混合物的性能。其中防老剂RD中的二聚体/三聚体/四聚体含量≥77%，会提升两种防老剂的协同作用，提高橡胶混合物的耐热空气老化的性能。
在本发明中加入的防老剂RD，防老剂RD中的二聚体/三聚体/四聚体含量≥77%，对热和氧引起的老化防护效果极佳，由于防老剂RD在橡胶中相溶性好，在用量高达5份时仍不喷出，故可提高防老剂的用量以及改善对胶料的防老化性能，在橡胶中的持续性使橡胶胶料具有长期的抗热老化作用。
在本发明中通过加入炭黑N660又称通用炉黑。炭黑N660具有高定伸炉黑的高定伸应力，快压出炉黑的良好加工性能，半补强炉黑的高回弹性和细粒子炉黑的耐屈挠性，与半补强碳黑相比，具有较高的结构，粒子较细，在胶料中易分散，硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高，而变形小，生热低，弹性和耐屈扰性能良好。
在本发明中通过加入矿物性补强剂GC使产品获得了更高的拉伸强度，更好的扯断伸长率和回弹性，更好的耐热性能，增加胶料的挺性，降低胶料的收缩，改善胶料的耐屈挠性，提高产品的填充性。
在本发明中加入的石蜡油，石蜡油Plaxene25110由法国道达尔Total公司生产，具有芳烃含量低，石蜡烃含量高的特点，特别适合EPDM橡胶。具有高闪点（315C）、高粘度（50040C）的特性，不易挥发，不易析出，耐温和耐老化性能突出。与EPDM等材料相容性极好，可以大量填充。PLAXENE25110产品通过Rohs、PAHs、6P、Reach29项环保测试，并且已经成功应用在橡胶制品中通过美国FDA以及欧盟食品测试。本发明中加入可使产品具有优良的耐热性、抗抽出、又有较好的耐光性和电绝缘性，能增加产品的塑性和韧性，提高产品的扯断伸长性能。
在本发明中加入促进剂BZ能直接加入橡胶而不引起焦烧，提高交联程度，同时能增加抗拉强度，提高材料的耐热性，耐磨性，耐候性和耐臭氧性。一般作为助促进剂，是噻唑类的活性促进剂，在混炼胶中具有防老化的作用，能改善硫化胶的耐热老化性能。
在本发明中加入促进剂DM，促进剂DM是噻唑类促进剂，与二硫代氨基甲酸盐和秋兰姆类促进剂相比,一般活性比较低,抗焦烧性能比较好,但硫化速度比较慢。在本发明中当辊筒温度在80℃—110℃以内时将促进剂DM与TMTD和BZ并用以增加其活性,同时配以氧化锌和硬脂酸进行活性作用，并用可以改善硫化胶的硫化度,制得的产品拉伸强度.定伸应力.硬度和弹性高,动态性能优良。在本发明中的温度条件下多种促进剂的并用可以有效提高硫化速度，同时提高了产品的力学性能。
下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1一种用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙组橡胶合物配方的实施方式：通过以下的三个实施例，对本发明做进一步详细说明：
以重量份数计：
组分 实施例1 实施例2 实施例3
三元乙丙橡胶（1） 110 100 90
氧化锌 5 3.5 2
硬脂酸 3 2 1
聚乙二醇 2 2.5 3
防老剂RD（2） 1 0.8 1.2
防老剂DNP 0.8 1 0.5
炭黑N550 110 90 100
炭黑N660（3） 10 30 20
补强剂GC（4） 30 25 20
石蜡油 60 70 50
促进剂DTDM 2 1.5 1.0
促进剂BZ（5） 1.5 1 2
促进剂DPTT 1.5 0.5 1.0
促进剂TMTD 0.5 1 0.8
合计 337.3 328.8 292.5
按实施列配方中原材料做成胶片进行试验检测，胶片的制造工艺条件如下：
1．炼胶：按实施例中表格的质量份数将三元乙丙橡胶放入Φ160mm开放式炼胶机中，开放式炼胶机辊筒温度要求低于50℃，进行薄通3次，在塑炼中依次加入氧化锌—硬脂酸—聚乙二醇—防老剂RD—防老剂DNP，左右割胶各两次后加入大辅料（炭黑N550，炭黑N660，补强剂GC共同加入），加入大辅料后将软化剂石蜡油加入炼胶机中将软化剂与大辅料混匀，开始割胶至大辅料与软化剂与三元乙丙橡胶混合均匀，加入小辅料（促进剂DTDM，BZ，DPTT，TMTD同时添加），加入小辅料前测试辊温要求温度在80℃—110℃以内，开始进行捣胶直至开练机辊筒中间无可见小辅料颗粒为止，开始打三角包3-5次，后下片，以上添加的重量见实施例表格中的数量以g为计量。
2.原料准备：原材料胶料室温停放4-6h；裁剪成100mm*100mm*4mm半成品
3.模压成型：采用传统模压工艺制造，模具温度为157—163℃，模具预热2.0h，模压时间为20-23min,压力3.5-3.9MPa;
4.成型后处理：保压时间60s，冷却150s，撕边定型，制成用于测试的胶片。
汽车衣帽架橡胶护帽的生产工艺方式与胶片的步骤及方法相同，仅在步骤3不同，其区别如下：
模具温度为157—163℃，模具预热2.0h，模压时间为10-15min,压力4.0-4.5MPa;保压时间30s，冷却120s。
按实施列配方中原材料做成胶片进行试验检测，用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙组橡胶合物配方的性能对比如下：
序号 项目 单位 实施例1 实施例2 实施例3
1 原始性能
1.1 硬度 HA 70 71 68
1.2 拉伸强度 Mpa 8.68 8.7 8.09
1.3 扯断伸长率 % 356 336 399
2 耐热老化性100℃×72h
2.1 硬度变化 HA +7.9 +8 +8.3
2.2 拉伸强度变化率 % 5.3 5.2 4.8
2.3 扯断伸长率变化率 % -36.7 -33.8 -39.6
3 耐热老化性 120℃×72h
3.1 硬度变化 HA +15.6 +16.3 +15.7
3.2 拉伸强度变化率 % 3.52 3.85 3.86
3.3 扯断伸长率变化率 % -36.8 -41.2 -38.9
4 低温脆性-35℃*3min 无断裂 无断裂 无断裂
5 阿克隆磨耗 cm3 240 256 236
6 耐臭氧100pphm×拉伸20%×500h 无断裂 无断裂 无断裂
7 耐屈挠龟8万次 无龟裂 无龟裂 无龟裂
由上表的数据可以得出,用于汽车衣帽架橡胶护帽的三元乙丙橡胶组合物抗拉强度高、耐热空气老化性较好,低温脆性优异，耐低温良好可以满足在冬季不同地区的低温环境下使用，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了产品的使用寿命。用于汽车衣帽架橡胶护帽的橡胶组合物能够更好的满足汽车定位功能化和限位的要求，汽车衣帽架作为隔开乘客舱和行李厢的内饰零件，衣帽架需要有一定的隔音和吸音的性能要求，汽车衣帽架橡胶护帽的定位可以减少衣帽架由于汽车振动所引起的噪音。

Claims (4)

1.一种用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物，其特征在于：所述组份与重量份数为：
三元乙丙橡胶90～110，
氧化锌2～5，
硬脂酸1～3，
聚乙二醇2～3，
防老剂RD0.8～1.2，
防老剂DNP0.5～1，
炭黑N55090～110，
炭黑N66010～30，
补强剂GC20～30，
石蜡油50～70，
促进剂DTDM1～2.0，
促进剂BZ1～2.0，
促进剂DPTT0.5～1.5，
促进剂TMTD0.5～1.0。
2.根据权利要求1所述的用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物，其特征在于：所述的生产方法如下：炼胶：按实施例中表格的质量份数将三元乙丙橡胶放入Φ160mm开放式炼胶机中，开放式炼胶机辊筒温度要求低于50℃，进行薄通3次，在塑炼中依次加入氧化锌—硬脂酸—聚乙二醇—防老剂RD—防老剂DNP，左右割胶各两次后加入大辅料（炭黑N550，炭黑N660，补强剂GC共同加入），加入大辅料后将软化剂石蜡油加入炼胶机中将软化剂与大辅料混匀，开始割胶至大辅料与软化剂与三元乙丙橡胶混合均匀，加入小辅料（促进剂DTDM，BZ，DPTT，TMTD同时添加），加入小辅料前测试辊温要求温度在80℃—110℃以内，开始进行捣胶直至开练机辊筒中间无可见小辅料颗粒为止，开始打三角包3-5次，后下片，以上添加的重量见实施例表格中的数量以g为计量；原料准备：原材料胶料室温停放4-6h；裁剪成100mm*100mm*4mm半成品；模压成型：采用传统模压工艺制造，模具温度为157—163℃，模具预热2.0h，模压时间为10-15min，压力4.0-4.5MPa，保压时间30s，冷却120s；成型后处理：保压时间60s，冷却150s，撕边定型，制成用于测试的汽车衣帽架橡胶护帽成品。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物，其特征在于：所述防老剂RD：为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体。
4.根据权利要求1或2所述的用于汽车衣帽架护帽的橡胶组合物，其特征在于：所述促进剂BZ：为二正丁基二硫代氨基甲酸锌。
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