CN106117823B - 一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，由下述质量份的原料组分制成：三元乙丙橡胶100、聚乙二醇2～4、防老剂1～3、快压出炭黑60～100、喷雾炭黑30～50、硅土30～60、除味剂0.5～2、石蜡油33～60、硫磺0～1、交联剂2～8，助交联剂3～7。本发明三元乙丙橡胶组合物制备过程中硫化温度低，以达到节约能源和财力、降低污染、简化生产工艺的目的；三元乙丙橡胶组合物成品不仅具有优异的耐油、耐高温性能外，而且耐冷却液和压缩永久变形性能也非常好，同时具有较低的气味，可以很好地符合目前汽车散热器软管的技术要求，适用于制备汽车散热器软管。

Description

一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物
技术领域
本发明属于橡胶领域，涉及一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物。
背景技术
汽车散热器胶管是发动机气缸和散热器之间流通冷却水的软连接件。由于散热器用水中加有防锈液、防冻液等，所以需使用耐液体性耐气体性强的EPDM(三元乙丙橡胶)材料。目前含有镁和铝的新合金大量用于发动机，这些新合金发动机汽车的工作温度更高。工作温度不断提高的趋势对汽车散热器胶管用EPDM胶料提出了更苛刻的要求。更新的汽车冷却液胶管标准要求冷却液胶管耐更高的温度，这是因为汽车罩盖下工作温度长时间保持在120～150℃之间，最高温度可达175℃。因此过去使用的三元乙丙橡胶散热器胶管采用的硫磺硫化体系已不再满足当前汽车散热器胶管的低压缩变形、耐高温、耐冷却液的要求，因此过氧化物硫化散热器胶管应用而生。
目前，最为广泛的过氧化物是DCP(过氧化二异丙苯)，用DCP硫化的乙丙胶料耐热性能和压缩永久变形较好，但热撕裂性能差，制备结构较复杂的产品时，很容易造成高温撕裂，而且硫化胶异味浓。近年来，开发出了一种过氧化物BIPB[双(叔丁基过氧异丙基苯)]，其硫化胶制品刺激性气味淡，但过氧化物BIPB在乙丙橡胶中的溶解度低，容易造成制品喷霜，加之其分解温度高，用它硫化结构复杂的制品时，容易造成制品高温撕裂。
因此，开发出能够在较低温下硫化并且低气味的汽车用散热器软管胶料配方，对橡胶制品企业以节能、环保为发展目标有着深远的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温耐油及低气味的用于制造汽车散热器软管的三元乙丙橡胶组合物，使胶料在满足当前耐高温、耐油、耐冷却液、低压缩永久变形要求的同时，还具有较低的硫化温度和低气味的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，它是由下述质量份的原料组分制成的：
优选的，本发明所述的三元乙丙橡胶组合物是由下述质量份的原料组分制成的：
所述的防老剂为防老剂ZMTI、防老剂ADPA中的一种或两种混合；优选的，所述的防老剂为防老剂ZMTI、防老剂ADPA的混合，所述的防老剂ZMTI、防老剂ADPA的质量比为1：0.8～1.25。
所述的聚乙二醇为聚乙二醇4000(PEG4000)。
所述的硅土为硅土Sillitin V85。
所述的除味剂为除味剂SW120(盐类化合物)。
所述的石蜡油为石蜡油Nypar330。
所述的交联剂为交联剂TMCH(1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环已烷)。
所述的助交联剂为助交联剂PL500(三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯)、助交联剂SR519(三官能团丙烯酸酯化合物)中的一种或两种混合；优选的，所述的助交联剂为助交联剂PL500、助交联剂SR519的混合，所述的助交联剂PL500、助交联剂SR519的质量比为1：0.75～2。
本发明所述的耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)、密炼机通水冷却，控制密炼机工作室温度不超过50℃，三元乙丙橡胶混炼0.5～1.0min，再依次加聚乙二醇、防老剂混炼2～5min；接着加入快压出炭黑、喷雾炭黑、硅土混炼3～5min；之后，密炼机关闭冷却，继续混练，待密炼机温度升至130℃时排胶，移至开放式炼胶机上进行薄通出片，冷却至室温(20～30℃)；
(2)、将步骤(1)制得的混合物投入密炼机中，加入除味剂、交联剂、助交联剂和/或硫磺混炼，胶料温度控制在80～100℃，混炼2～3min之后，移至开放式炼胶机上进行薄通出片；静置稳定8小时后，获得三元乙丙橡胶材料；
(3)、将制得的三元乙丙橡胶材料在平板硫化机中进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间30min，获得三元乙丙橡胶组合物，三元乙丙橡胶组合物的相关性能达到硬度70±5邵A，拉伸强度大于10MPa。
本发明所述的三元乙丙橡胶组合物在制备散热器软管中的应用。
本发明通过加入聚乙二醇，一方面可以改善填料的浸润性，便于混炼分散，另一方面是减小填料有限吸附过氧化物交联剂TMCH造成的不利影响。
本发明选用大量的快压出炭黑(即N550碳黑)和喷雾炭黑并用，是因为快压出炭黑具有中等补强补强作用，使得硫化胶具备耐磨性、耐高温性能和弹性较好，胶料的挺性好、挤出速度快、膨胀率低等优点；喷雾炭黑的粒子较粗并可以在胶料中大量填充，加工性能良好，硫化胶弹性大、生热低、变形小、低温性能好、定伸应力较高。
本发明选用硅土Sillitin V 85作为填充材料，一方面，其具有优异的分散性能和耐酸耐碱耐候性能，使制得的硫化胶具有压缩永久变形低的特点；另一方面，大量填入硅土Sillitin V 85可以降低软管的导电率，避免了软管导电率过高吸入冷却液、以及软管内壁出现微裂纹(树枝晶和条纹结构)造成胶管过早破坏的问题。
本发明选用除味剂SW120，一方面，它能有效地抑制、吸收各种相应的化学品刺激性，各种相对应的异味，臭味，并能吸收有害挥发成分残留物；另一方面；本品有极佳的相容性，时效长，添加量小等特点，对需遮蔽，吸收的介质性能无任何影响，绿色环保。
本发明加入的石蜡油Nypar330是饱和烃含量高、硫氮含量极低的一类重度氢化石蜡油，具有高闪点、高粘度的特性。低芳烃含量的石蜡油(即蜡油Nypar330)可以提高制品的抗氧化降解性能，并且在过氧化物体系中可有效地减少交联剂的损耗，降低成本，饱和烃含量高、硫氮含量较低可以有效的降低橡胶气味。
本发明通过加入防老剂ZMTI与防老剂ADPA并用，使制品具有优良的耐热性能，耐水蒸汽性能，同时对制品动态疲劳性能也有较好的防护作用。
本发明加入的交联剂TMCH(1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环已烷)和助交联剂PL500、SR 519，能有效地降低制品硫化温度，达到节约能源和财力、简化生产工艺的目的，而且制品的耐油、耐高温、耐压缩永久变形和耐冷却液性能也非常优异。
本发明的有益效果：
本发明三元乙丙橡胶组合物制备过程中硫化温度低，以达到节约能源和财力、降低污染、简化生产工艺的目的；三元乙丙橡胶组合物成品不仅具有优异的耐油、耐高温性能外，而且耐冷却液和压缩永久变形性能也非常好，同时具有较低的气味，可以很好地符合目前汽车散热器软管的技术要求，适用于制备汽车散热器软管。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明的技术方案做进一步说明。
表1实施例1-3和对比例1三元乙丙橡胶组合物的原料组分及其配比(单位：g)
原料组分 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
三元乙丙橡胶 100 100 100 100
PEG4000 2.5 2.5 2.5 2.5
防老剂ZMTI(1) 1 0.8 0.8 1
防老剂ADPA(2) 0.8 1 0.8 0.8
快压出炭黑 60 70 80 60
喷雾炭黑 35 45 50 35
硅土Sillitin V85(3) 55 45 35 0
除味剂SW120 1 1.5 2 1
石蜡油Nypar330(4) 35 40 50 35
硫磺 0 0.3 0.3 0
交联剂TMCH(5) 4 5 6 4
助交联剂PL500(6) 2.5 2 1.5 2.5
助交联剂SR519(7) 2 1.5 3 2
注：
(1)防老剂ZMTI：2-巯基甲苯咪唑锌盐。
(2)防老剂ADPA：5,5’-二甲基-5,10-二氢吖啶。
(3)硅土Sillitin V85：粒状石英和片状高岭土的一种天然结合物，表面经甲基丙烯酸硅烷处理。
(4)石蜡油Nypar330：饱和烃含量高，硫氮含量极低的一类重度氢化石蜡油。
(5)交联剂TMCH：1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环已烷。
(6)助交联剂PL500：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(7)助交联剂SR519：三官能团丙烯酸酯化合物。
按照表1所示的配比称取原料组分，并对原料进行混炼加工，包括以下步骤：
(1)、密炼机通水冷却，控制密炼机工作室温度不超过50℃，转速30转/分钟，三元乙丙橡胶混炼0.5～1.0min，再依次加PEG4000、防老剂混炼2～5min；接着加入快压出炭黑、喷雾炭黑、硅土Sillitin V85混炼3～5min；之后，密炼机关闭冷却，继续密炼，待密炼机温度升至130℃时排胶，移至开放式炼胶机上进行薄通出片，冷却至室温(20～30℃)；
(2)、将步骤(1)制得的混合物投入密炼机中，加入除味剂、交联剂、助交联剂和/或硫磺混炼，胶料温度控制在80～100℃，混炼2～3min之后，移至开放式炼胶机上进行薄通出片；静置稳定8小时后，获得三元乙丙橡胶材料；
(3)、将制得的三元乙丙橡胶材料在平板硫化机中进行硫化，硫化温度150℃，硫化时间30min，获得三元乙丙橡胶组合物。
制成的橡胶产品按照《GB/T531.1-2008》、《GB/T528-2009》和《GB/T529-2009》检测标准进行检测试验，结果如表2所示：
表2实施例1-3和对比例1值得的三元乙丙橡胶组合物的性能参数
表2数据说明，采用本发明的配方制备的散热器胶管不仅具有优异的耐油耐高温性能外，而且耐冷却液和压缩永久变形性能也非常好，同时具有较低的气味，可以很好地符合目前汽车散热器软管的技术要求，适用于制备汽车散热器软管。

Claims (6)

1.一种耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，其特征它是由下述质量份的原料组分制成的：
所述的聚乙二醇为聚乙二醇4000；
所述的硅土为硅土Sillitin V85；
所述的除味剂为除味剂SW120；
所述的石蜡油为石蜡油Nypar330；
所述的交联剂为交联剂TMCH；
所述的助交联剂为助交联剂PL500、助交联剂SR519中的一种或两种混合。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述的三元乙丙橡胶组合物是由下述质量份的原料组分制成的：
3.根据权利要求1所述的耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂为防老剂ZMTI、防老剂ADPA中的一种或两种混合。
4.根据权利要求3所述的耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂为防老剂ZMTI、防老剂ADPA的混合，所述的防老剂ZMTI、防老剂ADPA的质量比为1：0.8～1.25。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐油及低气味的三元乙丙橡胶组合物，其特征在于所述的助交联剂为助交联剂PL500、助交联剂SR519的混合，所述的助交联剂PL500、助交联剂SR519的质量比为1：0.75～2。
6.权利要求1所述的三元乙丙橡胶组合物在制备散热器软管中的应用。
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