CN106751008A - 一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，包括充油三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、聚乙二醇、防老剂、炭黑N550、炭黑N774、硅粉、石蜡油、促进剂DTDM、促进剂BZ、促进剂 DPTT、促进剂TMTD；本发明所述组合物拉伸强度较高，耐热空气老化性较好,压缩永久变形低，耐臭氧性能好，低温脆性优异，耐低温良好可以满足冬季低温环境下的使用，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了隔热垫的使用寿命，能够更好的满足汽车乘客舒适性及功能要求，汽车发动机舱隔热垫骨架层安装在汽车发动机周边，最大作用就是保护汽车引擎盖的油漆亮度。本发明橡胶组合物用于汽车发动机舱隔热垫骨架层还具有一定的隔音和隔热性，可以减少由于汽车振动所引起的噪音。

Description

一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物

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发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物。

背景技术

众所周知，机动车在行驶过程中，发动机散发出大量的热量，发动机舱盖板位于发动机的上方，发动机舱热量向上直接烘烤机舱盖板，所以，车辆长时间行驶后，盖板温度很高，盖板温度过高，导致了油漆层容易软化，进而汽车在行驶中更容易因砂石的撞击而损坏，遭遇昆虫撞击后遗留的酸性物质也更容易腐蚀漆面，影响了油漆的质量和寿命。

为了解决上述问题，通常需要加装隔热垫，汽车发动机舱隔热垫安装在汽车发动机周边，起到隔热的作用，同时还兼有隔音与吸音作用。在越来越追求高性能、环保型、节能型、轻量化、个性化的时代，汽车的舒适性与汽车的外形一样，成为人们选购汽车的一个重要因素。因此对汽车内饰件的要求也越来越高。目前常用汽车发动机舱隔热垫包括骨架层和面层两部分，面层通常是常见的隔热材料，而起主要作用的骨架层主要包括两种结构:(I)采用树脂粉加玻纤材料制作，由于发动机舱内的发动机在工作时会产生较大的噪音和很高的温度，采用上述材料零件重量大，隔音隔热效果一般，而且玻纤对环境的污染很大。(2)采用树脂粉+棉纤维的复合结构:其重量重，成本高，工艺复杂。在现有技术中，发动机舱隔热垫的隔音隔热效果一般、环保性差，成本高，工艺复杂都制约着汽车发动机舱隔热垫的发展。

因此，急需一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，具备良好的耐热性，隔音效果好，抗拉强度高，耐候性，耐低温性，耐屈挠龟裂性和降低压缩，提高减震和节能环保。

发明内容

本发明的目的是：提供一种隔热隔音、具有良好的耐热性，抗拉强度高，耐候性，耐低温性，耐屈挠龟裂性和降低压缩，提高减震降噪和节能环保，没有有害物质产生，并能提高生产效率的汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，从而克服现有技术中存在的不足。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，包括如下质量份数的各组分：

充油三元乙丙橡胶 80～100份，

氧化锌 2～5份，

硬脂酸 1～2份，

聚乙二醇 2～5份，

防老剂RD 1～2份，

炭黑N550 60～80份，

炭黑N774 50～70份，

硅粉 40～60份，

石蜡油TUDALEN 16 10～30份，

促进剂DTDM 1～2.0份，

促进剂BZ 1～2.0份，

促进剂DPTT 0.8～1.5份，

促进剂TMTD 0.8～1.5份。

进一步的：包括如下质量份数的各组分：充油三元乙丙橡胶90份，氧化锌3份，硬脂酸1.5份，聚乙二醇3份，防老剂RD 1.5份，炭黑N550为60份，炭黑N774为70份，硅粉40份，石蜡油TUDALEN 16为30份，促进剂DTDM 1.0份，促进剂BZ 1.5份，促进剂 DPTT 1.5份，促进剂TMTD 1.5份。

本发明的有益效果是：本发明所述组合物拉伸强度较高，耐热空气老化性较好,压缩永久变形低，耐臭氧性能好，低温脆性优异，耐低温良好可以满足冬季低温环境下的使用，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了隔热垫的使用寿命，能够更好的满足汽车乘客舒适性及功能要求，汽车发动机舱隔热垫骨架层安装在汽车发动机周边，最大作用就是保护汽车引擎盖的油漆亮度。此外，本发明橡胶组合物用于汽车发动机舱隔热垫骨架层还具有一定的隔音和隔热性，可以减少由于汽车振动所引起的噪音。

具体实施方式

一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，分别包括如下表所示的质量份数的各组分：

组分	实施例1	实施例2	实施例3
				充油三元乙丙橡胶（1）	100	90	80
氧化锌	5	3	2
				硬脂酸	1	1.5	2
聚乙二醇	2	3	5
				防老剂RD（2）	1	1.5	2
防老剂4020	1	0.8	0.5
				炭黑N550	70	60	80
炭黑N774	60	70	50
				硅粉（3）	50	40	60
石蜡油TUDALEN 16（4）	20	30	10
				促进剂DTDM	2	1.0	1.5
促进剂BZ	1.0	1.5	2
				促进剂DPTT（5）	1.0	1.5	0.8
促进剂TMTD	0.8	1.5	1.0

其中：（1）充油三元乙丙橡胶：为ENB型乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，优选充油量为50；

（2）防老剂RD：为 高二聚体含量防老剂RD，2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；

（3）硅粉：为活性二氧化硅，SiO2含量≥80%；

（4）石蜡油TUDALEN 16 为德国汉圣石蜡油，40摄氏度运动粘度488，闪点304；

（5）促进剂DPTT为四硫化双五甲撑秋兰姆，有效含量≥99%，。

在本发明中选用乙叉降冰片烯（ENB）型的充油三元乙丙橡胶，门尼粘度ML₍₁₊₄₎125℃:53，乙烯单体含量：70，第三单体：5.7，充油50份。高乙烯含量，高分子量， ENB型的三元乙丙橡胶具有硫化速度快，拉伸强度高，压缩永久变形低的优点，本文中加入充油三元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。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。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。

在本发明中加入高二聚体的防老剂RD，其有效含量≥65，其中的二聚体含量≥45%，加热减量≤0.3%，普通防老剂RD的二聚体含量为29.1%，高二聚体的防老剂RD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。

在本发明中加入的防老剂RD和防老剂4020并用,当炼胶温度升至90℃－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≥60%，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。

在本发明中通过加入硅粉，SiO2含量≥80%使产品获得了更高的抗拉强度，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，提高隔音性能。

在本发明中加入的石蜡油，石蜡油TUDALEN 16由德国汉圣公司生产，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（304℃）、40摄氏度运动粘度488，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。该石蜡油通过Rohs、PAHs环保测试。本发明中加入可使产品具有优良的耐热性、又有较好的耐光性和耐候性，可以提高产品的塑性和韧性，提高材料的延伸性而且环保。

在本发明中加入促进剂DPTT（TRA）外观为灰黄色粉末， 要求有效含量≥99%，灰分≤0.5%，加热减量≤0.5%，熔点≥105℃，筛余物（100目）≤0.1，由于加热时能分解出游离硫，故也可用作硫化剂，有效含硫量为其质量的28%。用作硫化剂时，在操作温度下比较安全，提高混炼胶的耐热、耐老化性能和隔音性优良。当与噻唑类促进剂并用时特别适用于乙丙橡胶，材料的压缩变形和耐热性能均优。易分散于橡胶中，也易分散于水中，无污染。同时可以提高硫化程度，提高抗拉强度和应力，提高材料的耐热性，耐候性和耐臭氧性。

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充油三元乙丙橡胶和少许炭黑N550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次后塑炼，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4020，左右割胶各两次后加入大辅料（炭黑N550，炭黑N774，硅粉共同加入），待大辅料完全加入后将石蜡油TUDALEN 16分两次加入，将石蜡油与大辅料完全混匀至辊筒间隙无可视的油脂，开始左右交替割胶至大辅料与软化剂与三元乙丙橡胶混合均匀，测试辊温，要求温度在90℃－110℃以内，观察开练机辊筒中的橡胶无细小颗粒后加入小辅料（促进剂DTDM，BZ，DPTT，TMTD同时添加），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6-8h；裁剪成100mm*100mm *2mm半成品

3. 模压成型：采用传统模压工艺制造，模具温度为155－163℃，模具预热2.0－2.5h，模压时间为20-23min,压力3.4-3.8MPa;

4.成型后处理：保压时间45s，冷却120s，撕边定型 ，制成用于测试的胶片或成品。

汽车发动机舱隔热垫骨架层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67－173℃，模具预热2.5－3.0h，模压时间为8-12min,压力3.6-4.5MPa;保压时间45－60s，冷却150s。

一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的三元乙丙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	65	63	62
						1.2	拉伸强度	Mpa	9.19	8.87	8.56
1.3	扯断伸长率	%	282	306	312
						1.4	撕裂强度	N/mm	5.6	5.3	5.1
2	耐热老化性100℃×72h
						2.1	硬度变化	HA	+6.6	+7.2	+8.3
2.2	拉伸强度变化率	%	12.2	10.8	10.6
						2.3	扯断伸长率变化率	%	-25.6	-33.7	-35.2
3	压缩永久变形 110℃×72h×25%		39	42	45
						4	低温脆性-40℃*3min		无断裂	无断裂	无断裂
5	阿克隆磨耗cm3		316	308	302
						6	耐臭氧500pphm×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, 用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的三元乙丙橡胶组合物的拉伸强度较高，耐热空气老化性较好,压缩永久变形低，耐臭氧性能好，低温脆性优异，耐低温良好可以满足冬季低温环境下的使用，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了隔热垫的使用寿命。用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的三元乙丙橡胶组合物能够更好的满足汽车乘客舒适性及功能要求，汽车发动机舱隔热垫骨架层安装在汽车发动机周边，最大作用就是保护汽车引擎盖的油漆亮度。而机舱热量会通过车底实现良好散热和隔音效果，提升驾乘者的舒适性。汽车发动机舱隔热垫骨架层采用本发明的橡胶组合物具有一定的隔音和隔热性，可以减少由于汽车振动所引起的噪音。

Claims (2)

1.一种用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，其特征是：包括如下质量份数的各组分：

充油三元乙丙橡胶 80～100份，

氧化锌 2～5份，

硬脂酸 1～2份，

聚乙二醇 2～5份，

防老剂RD 1～2份，

炭黑N550 60～80份，

炭黑N774 50～70份，

硅粉 40～60份，

石蜡油TUDALEN 16 10～30份，

促进剂DTDM 1～2.0份，

促进剂BZ 1～2.0份，

促进剂DPTT 0.8～1.5份，

促进剂TMTD 0.8～1.5份。

2.根据权利要求1所述的用于汽车发动机舱隔热垫骨架层的橡胶组合物，其特征是：包括如下质量份数的各组分：

充油三元乙丙橡胶90份，氧化锌3份，硬脂酸1.5份，聚乙二醇3份，防老剂RD 1.5份，炭黑N550为60份，炭黑N774为70份，硅粉40份，石蜡油TUDALEN 16为30份，促进剂DTDM 1.0份，促进剂BZ 1.5份，促进剂 DPTT 1.5份，促进剂TMTD 1.5份。