CN108017842A - 一种汽车线束用低气味epdm橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车线束用低气味EPDM橡胶及其制备方法，所述的EPDM橡胶通过以下方法制成：(1)先将三元乙丙橡胶投入开炼机中，然后依次投入氧化锌、硬脂酸和防老剂RD，混合均匀，再继续投入碳黑和石蜡油，混合均匀后，最后投入环保型促进剂和硫磺，混炼，得到混炼胶；(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，得到一段硫化EPDM橡胶；(3)取出一段硫化EPDM橡胶进行二次硫化，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。与现有技术相比，本发明既能满足橡胶本身在强度、压缩永久变形等方面的特性，同时更能满足低散发、低气味的要求，也兼顾了低污染的特性，特别适用于制成汽车零部件等。

Description

一种汽车线束用低气味EPDM橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车关键零部件领域，尤其是涉及一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法。
背景技术
随着生活水平的进步，现代人类对所处于空气环境的质量的要求逐步提升。乘用车的进一步家庭普及化使得人们不仅仅对居住环境，而且对车内空气的质量也相应提升。防治车内空气污染、改善净化车内空气质量，是当今国内外汽车技术发展面临的新话题，也是消费者普遍关心的热点。世界知名汽车企业纷纷制定自己的企业标准以监测相关物质可能在车厢内形成的气味，如上汽通用公司TS-INT-001，长安福特WSS-M99P2222-D1，大众公司的VW50180，丰田TSM0505G。
EPDM橡胶优异的耐候特性，在弹性，耐介质，耐高低温等各方面优异的综合性能，在乘用车内饰和空调系统作为缓冲和降低噪音材料被广泛使用，传统橡胶主要关注了橡胶的上述材料特性，对橡胶材料本体的气味散发都没有很好的办法去解决和改善。目前，行业内所生产的橡胶产品普遍存在橡胶气味偏大，发出橡胶臭味等干扰性气味，尤其是在夏季高温，车辆在户外暴晒后，所散发出的气味，使人感到反感，甚至恶心，不适，客户对此的抱怨很大。目前现用的EPDM橡胶护套都不能满足上汽通用和长安福特的气味要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种汽车线束用低气味EPDM橡胶及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶，包括以下重量份数的组分：三元乙丙橡胶90～110份、氧化锌2.5～4.5份、硬脂酸0.8～1.2份、碳黑70～110份、石蜡油60～90份、硫磺0.1～0.5份、防老剂RD 1.5～2.5份、环保型促进剂0.5～1.0份。
所述的碳黑为碳黑N550和碳黑N770的混合物，两者的质量比为3:1。利用两种碳黑在分散性、耐高温性、导热性、弹性和补强性等方面的差异进行协同互补，以达到补强性和动态性能等的综合优化。。
所述的石蜡油为石蜡油2280。
所述的环保型促进剂为由二硫代磷酸锌类，苯并噻唑类，次磺酰胺类促进剂混合的综合促进剂(PFD)。
汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶投入开炼机中，然后依次投入氧化锌、硬脂酸和防老剂RD，混合均匀，再继续投入碳黑和石蜡油，混合均匀后，最后投入环保型促进剂和硫磺，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶进行二次硫化，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
步骤(2)中一次硫化的温度为175～185℃，硫化时间为300～500s，硫化压力为180～200kg/cm2。
步骤(3)中二次硫化的温度为125～150℃，硫化时间为2～4h。
本发明采用了三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸等原料组分，其中，氧化锌和硬脂酸会组成活化硫化体系，从而提高硫化胶的交联密度和耐老化性能，而且全新的环保型促进剂中，以次磺酰胺类和苯并噻唑类作为主促进剂，以二硫代磷酸锌类作为副促进剂，三者协同作用，大大缩短硫化时间，减少硫磺用量，降低硫化温度，显著提高橡胶的工艺性能和物理机械性能，同时，由于大幅度减少了硫磺等的用量，从而可以显著降低气味。环保型促进剂组份中的次磺酰胺类促进剂具有防焦官能团—SN＜，作用是抑制形成多硫化物，并在低温下减少游离硫的形成，能较好的防止焦烧。在硫化过程中，环保型促进剂中的苯并噻唑类促进剂分解出基团起促进作用，硫化速度快。二硫代磷酸锌类副促进剂结构中除含有活性基、促进基外，还有一个过渡金属离子，使橡胶的不饱和双键更易极化。硫化速度更快，诱导期更短。
此外，加料顺序不当有可能引起胶料脱辊，无法顺利操作，使混炼时间延长，易发生焦烧和过炼，降低混炼胶质量。本发明为了保证混炼操作的顺利进行和混炼质量，还严格限定了各种原料组分的添加次序。
本发明的橡胶过程中发生了两次硫化，其中，一次硫化为把硫化剂，脱模剂等和生胶一起炼制，然后通过高温模压，在硫化剂的作用下产品成型的过程。二次硫化为橡胶制品达到一定硫化程度，除去热源继续进行加热硫化的工艺。进行两次硫化的原因主要是为了是产品性能更加优化，达到产品耐热、压变等性能的有效提高，可以除去产品中小分子有害有毒物质。
与现有技术相比，本发明改善了橡胶气味散发不利的情况，同时保证EPDM材料本身具有的相关的材料特性，对橡胶配方进行的特殊设计，以使其满足了低散发，高适用性等多方面的特性。本发明的橡胶配方不仅能符合橡胶本身特性：强度，压缩永久变形，耐低温，耐老化，耐臭氧等特性以外，同时更能满足低散发、低气味的要求，同时也兼顾了低污染的特性。用该配方生产的相关汽车零部件为提升车内空气质量，发挥了重要的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
下述各实施例中，环保型综合促进剂PFD的组成：二硫代磷酸锌类，苯并噻唑类，次磺酰胺类三类促进剂组分的质量比为1:4:5。
实施例1
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶90份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份和防老剂RD 1.5份，混合均匀，再继续投入碳黑70份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 60份，混合均匀后，最后投入环保型促进剂PFD 1份和硫磺0.5份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为178℃，硫化时间为480s，硫化压力为195kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为150℃，硫化时间为4h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
实施例2
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶110份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌4.5份、硬脂酸1.2份和防老剂RD 2.5份，混合均匀，再继续投入碳黑110份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 90份，混合均匀后，最后投入环保型促进剂PFD 1.5份和硫磺1.0份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为185℃，硫化时间为300s，硫化压力为190kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为140℃，硫化时间为4h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
实施例3
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶100份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌3份、硬脂酸1份和防老剂RD 2份，混合均匀，再继续投入碳黑90份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 75份，混合均匀后，最后投入环保型促进剂PFD 0.9份和硫磺0.6份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为180℃，硫化时间为420s，硫化压力为190kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为125℃，硫化时间为6h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
实施例4
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶95份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌3份、硬脂酸1.1份和防老剂RD 1.9份，混合均匀，再继续投入碳黑100份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 80份，混合均匀后，最后投入环保型促进剂PFD 0.8份和硫磺0.5份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为175℃，硫化时间为500s，硫化压力为200kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为135℃，硫化时间为5h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
对比例1
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶90份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份和防老剂RD 1.5份，混合均匀，再继续投入碳黑70份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 60份，混合均匀后，最后投入二硫代磷酸锌类促进剂1份和硫磺0.5份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为178℃，硫化时间为480s，硫化压力为190kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为150℃，硫化时间为4h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
对比例2
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶90份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份和防老剂RD 1.5份，混合均匀，再继续投入碳黑70份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 60份，混合均匀后，最后投入次磺酰胺类促进剂1份，硫磺0.5份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为178℃，硫化时间为480s，硫化压力为190kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为150℃，硫化时间为2h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
对比例3
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶90份投入开炼机中，然后依次投入氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份和防老剂RD 1.5份，混合均匀，再继续投入碳黑70份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)和石蜡油2280 60份，混合均匀后，最后投入环保型促进剂PFD 1份和硫磺0.5份，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为178℃，硫化时间为480s，硫化压力为190kg/cm2，即得到目的产品EPDM橡胶。
对比例4
一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将三元乙丙橡胶90份、氧化锌2.5份、硬脂酸0.8份、防老剂RD 1.5份、碳黑70份(碳黑N550和碳黑N770按比例3:1混合而成)、石蜡油2280 60份、环保型促进剂PFD 1份和硫磺0.5份投入混炼机中，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，温度为178℃，硫化时间为480s，硫化压力为195kg/cm2，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶，送入烘箱内进行二次硫化，二次硫化的温度为150℃，硫化时间为4h，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
将上述实施例与对比例制成的EPDM橡胶进行检测，具体结果如下：
表1材料机械性能测试
表2散发性能测试
根据上述两个表可以看出，相比于实施例1-4，对比例1-2中由于采用单一种类的促进剂，使得其由于硫化交联时间过短或硫磺相对用对过少而导致交联不充分，从而影响硫化橡胶的物理机械性能。而对比例3与实施例相比较，由于只采用了一次交联，而导致硫化橡胶中仍然含有较多的中小分子量的分子，很容易逸出，从而导致气味检测不过关。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车线束用低气味EPDM橡胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：三元乙丙橡胶90～110份、氧化锌2.5～4.5份、硬脂酸0.8～1.2份、碳黑70～110份、石蜡油60～90份、硫磺0.1～0.5份、防老剂RD 1.5～2.5份、环保型促进剂0.5～1.0份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车线束用低气味EPDM橡胶，其特征在于，所述的碳黑为碳黑N550和碳黑N770的混合物，两者的质量比为3:1。
3.根据权利要求1所述的一种汽车线束用低气味EPDM橡胶，其特征在于，所述的石蜡油为石蜡油2280。
4.根据权利要求1所述的一种汽车线束用低气味EPDM橡胶，其特征在于，所述的环保型促进剂为由二硫代磷酸锌类，苯并噻唑类，次磺酰胺类促进剂混合的综合促进剂。
5.如权利要求1～4任一所述的汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将三元乙丙橡胶投入开炼机中，然后依次投入氧化锌、硬脂酸和防老剂RD，混合均匀，再继续投入碳黑和石蜡油，混合均匀后，最后投入环保型促进剂和硫磺，混炼，得到混炼胶；
(2)将混炼胶置于模具中进行一次硫化，得到一段硫化EPDM橡胶；
(3)取出一段硫化EPDM橡胶进行二次硫化，即得到目的产品低气味EPDM橡胶。
6.根据权利要求5所述的一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中一次硫化的温度为175～185℃，硫化时间为300～500s，硫化压力为180～200kg/cm2。
7.根据权利要求5所述的一种汽车线束用低气味EPDM橡胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中二次硫化的温度为125～150℃，硫化时间为2～4h。
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