CN106566094A - 一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物 - Google Patents

一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物 Download PDF

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Abstract

一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,包括三元乙丙橡胶、三元乙丙再生胶、氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、防老剂MB、防老剂264、炭黑N550、炭黑N660、陶土N87、石蜡油、硫黄、促进剂DTDM、促进剂TMTD 和促进剂TETD。本发明组合物按一定组合并加工成型后用于汽车天窗排水管护套,具有良好的扯断伸长率,其延展性好,耐热性和耐曲挠龟裂的性能也很好,组合物低温脆性良好所以耐低温性佳,耐低温弯曲性良好可以满足在冬季低温环境下不会因管路安放位置扭曲而产生裂纹,同时还可以保护管体在低温条件下使用时,可以改善PVC排水管材料脆性变硬与车身钣金或内饰零件碰撞产生的异响问题。

Description

一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物
技术领域
本发明涉及一种橡胶组合物,具体涉及一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物。
背景技术
随着现代生活品质的提高和汽车配置逐渐丰富趋势的到来,天窗作为一项既美观又实用的配置,正在越来越多的乘用车中普及,也被越来越多的消费者所青睐。汽车天窗安装于车顶,能够有效地使车内空气流通,增加新鲜空气的进入,为车主带来健康、舒适的享受。同时汽车车窗也可以开阔视野,也常用于移动摄影摄像的拍摄需求。汽车天窗可大致分为:外滑式、内藏式、内藏外翻式、全景式和窗帘式等。主要安装于商用SUV、轿车等车型上。尤其是全景天窗备受驾驶者青睐,汽车全景天窗实际上是相对于普通天窗而言,全景天窗首先面积较大,甚至是整块玻璃的车顶,坐在车中可以将上方的景象一览无余。全景天窗的优点是视野开阔,通风良好。
天窗排水管总成作为天窗附件的一部份,天窗排水管承担着排出天窗排水槽内积水的作用,在设计时需要考虑排水密封性,布置可行性,装配便利性等因素。天窗排水管总成通常由上部排水管接头,排水管和下部排水橡胶软管或橡胶堵组成。汽车天窗排水管接头主要承担着天窗排水管总成与天窗排水槽出水口的连接作用,排水管本体承担着输送液体的作用,下部排水橡胶软管主要承担着天窗排水管总成与车身钣金下部排水孔的连接作用,下部排水橡胶软管穿过车身钣金上的孔位将输送的液体排出车外。
目前汽车天窗排水管常采用聚氯乙烯(PVC)材质组成,排水管贯穿在车顶和车身钣金与内饰件间隙之中,并通过塑料卡口固定在车身上。在汽车行驶过程中,在不同工况的条件下极易导致排水管本体在内饰件和车身钣金之间晃动导致异响产生,虽有卡扣固定,但无法确保全部本体都完全固定,异响重点发生部位在A上柱。在冬季温度较低的环境下排水管由于受到低温环境的影响,PVC材料脆性刚度提升,导致异响更加严重,严重影响了驾乘者的舒适性。鉴于此情况,本发明开发了一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,该组合物具有良好的延展性,低温脆性,耐压缩性,耐屈挠龟裂,耐热老化性,减震降噪和易装配等特点。将该组合物制造的护套安装在排水管本体上可以填补钣金与内饰件的间隙,同时橡胶护套可以起到缓冲和隔声的效果,可以提高驾乘者的舒适性,减震降噪,解决由于晃动造成的异响问题。
发明内容
本发明的目的:提供一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,该组合物具有良好的延展性,低温脆性,耐压缩性,耐屈挠龟裂,耐热老化性,减震降噪和易装配等特点。
本发明是通过如下技术方案实现的:一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,包括如下各组份及质量份数:
三元乙丙橡胶 80~100份,
三元乙丙再生胶 10~20份,
氧化锌 2~5份,
硬脂酸 1~2份,
聚乙二醇 1.0~2.5份,
防老剂MB 1~2份,
防老剂264 0.5~1.0份,
炭黑N550 70~90份,
炭黑N660 40~60份,
陶土N87 20~30份,
石蜡油 40~60份,
硫黄 0.3~0.5份,
促进剂DTDM 1.5~2.0份,
促进剂TMTD 0.3~0.8份,
促进剂TETD 0.3~0.8份。
进一步的:包括如下各组份及质量份数:
三元乙丙橡胶 90份,
三元乙丙再生胶 15份,
氧化锌 2份,
硬脂酸 1.5份,
聚乙二醇 2.5份,
防老剂MB 2份,
防老剂264 0.5份,
炭黑N550 80份,
炭黑N660 60份,
陶土N87 25份,
石蜡油 60份,
硫黄 0.5份,
促进剂DTDM 1.5份,
促进剂TMTD 0.8份,
促进剂TETD 0.8份。
本发明的有益效果是:本发明用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物具有良好的扯断伸长率,其延展性好,耐热性和耐曲挠龟裂的性能也很好,组合物低温脆性良好所以耐低温性佳,耐低温弯曲性良好可以满足在冬季低温环境下不会因管路安放位置扭曲而产生裂纹,同时还可以保护管体在低温条件下使用时,可以改善PVC排水管材料脆性变硬与车身钣金或内饰零件碰撞产生的异响问题。该组合物制造的护套安装在排水管本体上可以填补钣金与内饰件的间隙,同时橡胶护套可以起到保护管体,起到缓冲和隔声的效果,可以提升驾乘者的舒适性,减震降噪,解决由于晃动造成的异响问题。
具体实施方式
一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物配方的实施方式:以质量份数计
组分 实施例1 实施例2 实施例3
三元乙丙橡胶(1) 100 90 80
三元乙丙再生胶(2) 10 15 20
氧化锌 5 2 3.5
硬脂酸 1 1.5 2
聚乙二醇 1 2.5 2
防老剂MB 1 2 1.5
防老剂264(3) 1 0.5 0.8
炭黑N550 70 80 90
炭黑N660(4) 40 60 50
陶土N87(5) 30 25 20
石蜡油 40 60 50
硫黄 0.3 0.5 0.4
促进剂DTDM 2.0 1.5 1.8
促进剂TMTD 0.3 0.8 0.6
促进剂TETD(6) 0.3 0.8 0.6
其中:(1)三元乙丙橡胶: ENB型乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物,门尼粘度ML(1+4)125℃:59,乙烯单体含量:58,第三单体:5.7,充油量10% ;
(2)三元乙丙再生胶: 环保三元乙丙再生胶,含胶量70%;
(3)防老剂264: N,N'-二(β-萘基)对苯二胺;
(4)炭黑N660: N600系列粒径是49nm-60nm,325目筛余物 %≦ 0.1;
(5)陶土N87: 活性二氧化硅,SiO2含量84%,吸油率45 g/100g
(6)促进剂TETD 1,1'-二硫双(N,N-二乙基硫代甲酰胺)。
在本发明中选用日本三井公司生产的乙叉降冰片烯(ENB)型充油三元乙丙橡胶,该橡胶门尼粘度为ML(1+4)125℃:59,乙烯单体含量:58,第三单体:5.7,充油量10%。本文中加入门尼年度达到59的三元乙丙橡胶可以使组合物获得较好的拉伸强度,较高的定伸应力,并含有10%的油可以提高材料的伸长率,增加低温柔顺性,提高产品的减震缓冲性能。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的,因其主链是由化学稳定的饱和烃组成,只在侧链中含有不饱和双键,故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。从而使产品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。
在本发明中加入分段脱硫法制造的三元乙丙再生胶,再生胶含胶量70%,拉伸强度11.8MPa,伸长率450%主要颜色是黑色具有良好的耐氧化、抗臭氧的能力,主要成分是乙烯、丙烯并在再生过程中掺加的还原剂及软化油、碳酸钙等填料,硫化剂采用硫磺、促进剂、稳定剂,树脂等,并通过填充可以起到降低生产成本,耐高温、抗老化、冲击弹性好等作用。
在本发明中加入的防老剂264为外观白色或浅灰色细小晶体。熔点93℃,灰份≤0.4%加减热量≤0.5 %。在本发明中添加对组合物耐热、光、臭氧、曲扰和龟裂老化有较好的防护效能。本发明中加入的促进剂264是酚类防老剂,相比胺类防老剂更加环保和安全,更能抑制铜害,与抗臭氧及蜡并用可防气候的各种因素对硫化胶的损害,能抑制或延缓塑料或橡胶的氧化降解而延长使用寿命,还可作为合成橡胶后处理和贮存的稳定剂。防老剂264其工作温度在100度时,抗氧效果最佳。
在本发明中加入的防老剂MB和防老剂264并用具有协同作用,当炼胶温度升至80℃—105℃时两者可反应产生协同效应,可以显著改善抗热、抗氧、抗大气老化的性能。两种防老剂共同使用,防老剂264可以替代部分防老剂MB可使产品具有优良的耐热性能,更好的耐候性,更环保,更好的延伸性,同时也有较强的金属防护作用以防止与车身钣金产生化学腐蚀。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效果更佳,可以显著提高橡胶混合物的物理性能。
在本发明中通过加入炭黑N660具有高定伸炉黑的高定伸应力,快压出炭黑的良好加工性能,半补强炭黑的高回弹性和细粒子炭黑的耐曲挠性。使用N660后,硫化胶的拉伸强度、抗张强度和定伸应力较高,生热低,弹性和耐曲挠性能良好,可以使本发明的组合物利于装配,具有较高的抗拉强度,并赋予胶料以较高弹性和较低生热。
在本发明中通过加入德国霍夫曼陶土N87是一种粒状石英和板状高岭土的天然结合,一种比较松散的结构,但无法被机械方式分开,由于天然的陈化,石英部分呈现圆状颗粒而它的基本粒子的聚集体约200nm纳米直径,表观密度0.3g/cm3,压实密度0.5g/cm3。如此唯一独特的结构,形成较高的比表面积和吸油量,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,降低生产成本。
在本发明中加入的促进剂TETD密度为1.17-1.30,要求初熔点 ≥ 66.0℃,灰分≤0.30 %,加热减量≤0.40%,,本文加入秋兰母类促进剂TMTD和促进剂TETD可以产生协同作用,提高交联程度。本发明中促进剂TETD与噻唑类促进剂DM并用时可以提高交联程度,由于加热时能分解出游离硫,在本发明中作为硫化促进剂,低硫硫化能赋予硫化胶良好的耐热老化性能。使用该硫化促进剂的组合物具有耐热、耐老化性能优良,特别适用于乙丙橡胶,能增加定伸应力和抗拉强度,提高材料的耐热性,耐磨性,耐候性和耐低温性等。
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和三元乙丙再生胶放入Φ160mm开放式炼胶机中,开放式炼胶机辊筒温度要求低于50℃,各进行薄通3次,然后混合一起薄通3次, 在塑炼中依次加入氧化锌—硬脂酸—聚乙二醇—防老剂MB—防老剂264,左右割胶各三次后加入大辅料(炭黑N550,炭黑N660,陶土N87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橡胶混合均匀,加入小辅料(促进剂DTDM, TMTD,TETD同时添加),加入小辅料前测试辊温要求温度在80℃—108℃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,然后加入硫化剂硫黄开始进行捣胶3次,待硫黄混炼分散均匀后开始打三角包3-6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6-8h;裁剪成100mm*100mm *4mm半成品
3. 模压成型:采用传统平板模压工艺制造,模具温度为150—153℃,模具预热2.0h,模压时间为20-25min,压力3.0-3.6MPa;
4.成型后处理:保压时间35s,冷却120s,撕边定型 ,制成用于测试的胶片,停放8—12h后进行测试。
汽车天窗排水管护套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150—160℃,模具预热2.0h,模压时间为8-15min,压力3.6-4.2MPa; 保压时间30s,冷却100s。
一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物配方胶片的性能对比如下:
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 73 72 71
1.2 拉伸强度 Mpa 8.96 8.38 7.06
1.3 扯断伸长率 % 379 393 406
2 耐热老化性100℃×72h
2.1 硬度变化 HA +5.3 +6.6 +7.3
2.2 拉伸强度变化率 % 5.2 6.8 8.6
2.3 扯断伸长率变化率 % -21.6 -25.9 -29.2
3 耐热老化性125℃×72h
3.1 硬度变化 HA 9.5 12.3 15.7
3.2 伸长率变化 % -31.3 -36.8 -42.5
3.3 扯断强度变化率 % 11.3 16.7 18.9
4 低温脆性-40℃*5min 无断裂 无断裂 无断裂
5 阿克隆磨耗 cm3 420 406 398
6 耐臭氧500pphm×拉伸20%×200h 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
8 低温弯曲-40℃*2h 2倍放大镜下无裂纹 2倍放大镜下无裂纹 2倍放大镜下无裂纹
由上表的数据可以得出, 一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物具有良好的扯断伸长率,其延展性好,耐热性和耐曲挠龟裂的性能也很好,组合物低温脆性良好所以耐低温性佳,耐低温弯曲性良好可以满足在冬季低温环境下不会因管路安放位置扭曲而产生裂纹,同时还可以保护管体在低温条件下使用时,可以改善PVC排水管材料脆性变硬与车身钣金或内饰零件碰撞产生的异响问题。该组合物制造的护套安装在排水管本体上可以填补钣金与内饰件的间隙,同时橡胶护套可以起到保护管体,起到缓冲和隔声的效果,可以提升驾乘者的舒适性,减震降噪,解决由于晃动造成的异响问题。

Claims (4)

1.一种用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,其特征是:包括如下各组份及质量份数:
三元乙丙橡胶 80~100份,
三元乙丙再生胶 10~20份,
氧化锌 2~5份,
硬脂酸 1~2份,
聚乙二醇 1.0~2.5份,
防老剂MB 1~2份,
防老剂264 0.5~1.0份,
炭黑N550 70~90份,
炭黑N660 40~60份,
陶土N87 20~30份,
石蜡油 40~60份,
硫黄 0.3~0.5份,
促进剂DTDM 1.5~2.0份,
促进剂TMTD 0.3~0.8份,
促进剂TETD 0.3~0.8份。
2.根据权利要求1所述的用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,其特征是:包括如下各组份及质量份数:
三元乙丙橡胶 90份,
三元乙丙再生胶 15份,
氧化锌 2份,
硬脂酸 1.5份,
聚乙二醇 2.5份,
防老剂MB 2份,
防老剂264 0.5份,
炭黑N550 80份,
炭黑N660 60份,
陶土N87 25份,
石蜡油 60份,
硫黄 0.5份,
促进剂DTDM 1.5份,
促进剂TMTD 0.8份,
促进剂TETD 0.8份。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,其特征是:所述的三元乙丙再生胶为采用分段脱硫法制造的三元乙丙再生胶。
4.根据权利要求1或2所述的用于汽车天窗排水管护套的橡胶组合物,其特征是:所述的陶土是粒状石英和板状高岭土的天然结合物。
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