CN110628151A - 一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，由以下组分制备而成：85～95质量份的聚氯乙烯合金胶，5～15质量份的丁腈橡胶，6～12质量份的增塑剂，44～56质量份的补强剂，0.8～1.2质量份的硬脂酸，4～6质量份的氧化锌，2.4～3.6质量份的防老剂，0.2～0.5质量份的硫磺，促进剂和硫化剂；所述促进剂和硫化剂包括0.8～1.2质量份的促进剂CZ、0.8～1.2质量份的硫化剂TMTD和0.8～1.2质量份的硫化剂TETD；或者，所述促进剂和硫化剂包括1.8～2.2质量份的促进剂DM、1.3～1.7质量份的促进剂CZ和2.8～3.2质量份的硫化剂DCP。以满足采用水热加热技术的空滤器出气管材料的热老化性能需求。还公开了一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法。

Description

一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶材料，具体涉及一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶及其制备方法。
背景技术
丁腈橡胶NBR与聚氯乙烯PVC共混制成的橡塑合金橡胶，与一般橡胶相比，具有良好的耐热性、耐油性、耐氧/臭氧老化性、耐磨性以及较好的屈挠性和机械强度，满足一般汽车空滤器出气管要求。随着汽车发动机曲通系统水加热技术的应用，空滤器出气管与曲通系统水加热装置配合部分使用温度会比一般情况提高20℃，材料耐热空气老化试验条件由100℃×168h提升至120℃×168h，且要求断后伸长率变化率最大减小70％、压缩永久变形最大70％，常规NBR/PVC合金橡胶无法满足要求。此种情况下使用乙烯丙烯酸酯AEM可以满足耐热空气老化120℃×168h要求，但是AEM市场价格较常规NBR/PVC高，对产品成本提出了巨大的挑战。
发明内容
针对常规NBR/PVC合金橡胶耐高温性能的不足，本发明提供一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶及其制备方法，以满足采用水热加热技术的空滤器出气管材料的热老化性能需求。
本发明所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，由以下组分制备而成：85～95质量份的聚氯乙烯合金胶，5～15质量份的丁腈橡胶，6～12质量份的增塑剂，44～56质量份的补强剂，0.8～1.2质量份的硬脂酸，4～6质量份的氧化锌，2.4～3.6质量份的防老剂，0.2～0.5质量份的硫磺，促进剂和硫化剂；所述促进剂和硫化剂包括0.8～1.2质量份的促进剂CZ、0.8～1.2质量份的硫化剂TMTD和0.8～1.2质量份的硫化剂TETD；或者，所述促进剂和硫化剂包括1.8～2.2质量份的促进剂DM、1.3～1.7质量份的促进剂CZ和2.8～3.2质量份的硫化剂DCP。
进一步，所述聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶的质量份之和为100。
进一步，所述增塑剂为增塑剂RS-107或增塑剂DOP。
进一步，所述补强剂为快压出炭黑N550、沉淀法白炭黑和半补强炭黑N774的混合补强剂；其中，每100质量份聚氯乙烯合金胶和丁腈橡胶使用8～12质量份的快压出炭黑N550、8～12质量份的沉淀法白炭黑和28～32质量份的半补强炭黑N774。
进一步，所述补强剂为防老剂D、防老剂RD和防老剂4010NA的混合防老剂；其中，每100质量份聚氯乙烯合金胶和丁腈橡胶使用0.8～1.2质量份的防老剂D、0.8～1.2质量份的防老剂RD和0.8～1.2质量份的防老剂4010NA。
上述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法，其包括如下步骤：
S1，将聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶混炼，并依次加入增塑剂、补强剂、硬脂酸、氧化锌和防老剂混炼至胶料成团，在温度为130±5℃时下排胶，冷却待用；
S2，待混炼胶料温度降至60℃以下，将胶料放入开炼机中，依次加入促进剂、硫磺和硫化剂混炼5～7min，在温度低于90℃时排胶，切片，冷却得到混炼胶切片；
S3，对混炼胶切片进行压制成型，在温度为180℃的条件下硫化4min，得到耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶。
进一步，所述S1中混炼的工艺参数为：压力≥0.5Mpa，冷却水压≥0.2Mpa，混炼总时间为12～14min。
本发明以丁腈橡胶和聚氯乙烯为主料，使得共混橡胶具有良好的耐热性、耐油性、耐氧/臭氧老化性、耐磨性以及较好的屈挠性和机械强度，通过调节促进剂和硫化剂的配比，改善了常规NBR/PVC合金橡胶耐高温性能不足的问题。并且采用低温混炼制备，提高了耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的长期使用温度，满足了NBR/PVC耐热空气老化120℃×168h断后伸长率变化率最大减小70％、压缩永久变形不大于70％的要求，且与空滤器出气管用常规NBR/PVC材料相比无明显成本增加，与应用同样满足耐热空气老化120℃×168h性能要求的AEM橡胶相比，具有明显的低成本优势。
本发明采用硫化剂TMTD+硫化剂TETD和硫化剂DCP两种硫化体系，配方范围更广，且能够有效规避产品表面发黄及喷雾。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明。
本发明所使用的原料均能够由市场够得。
实施例一，一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法，包括如下步骤：
S1，在温度为90℃的条件下，将90质量份的聚氯乙烯合金胶ZM350和10质量份的丁腈橡胶2865放入密炼机中混炼2min，丁腈橡胶2865中丙烯腈含量为32％。再依次加入8质量份的增塑剂RS-107、10质量份的快压出炭黑N550、10质量份的沉淀法白炭黑、30质量份的半补强炭黑N774、1质量份的硬脂酸、5质量份的氧化锌、1质量份的防老剂D、1质量份的防老剂RD和1质量份的防老剂4010NA混炼8～9min，中间进行两次翻料、排气，混炼过程控制压力≥0.5Mpa，冷却水压≥0.2MPa，混炼总时间控制在12～14min内。在温度为130±5℃的条件下排胶，冷却待用，
S2，待混炼胶料温度降至60℃以下，将胶料放入开炼机中包辊预热打团2～3min，再依次加入0.3质量份的硫磺、1质量份的促进剂CZ、1质量份的硫化剂TMTD和1质量份的硫化剂TETD混炼3～4min，控制温度低于90℃排胶，在开炼机上对混炼好的胶料切片并冷却，得到混炼胶切片。
S3，将混炼胶切片放入压注机中进行压制成型，在温度为180℃的条件下硫化4min，得到耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶。
实施例二，一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法，包括如下步骤：
S1，在温度为90℃的条件下，将90质量份的聚氯乙烯合金胶ZM350和10质量份的丁腈橡胶2865放入密炼机中混炼2min，丁腈橡胶2865中丙烯腈含量为32％。再依次加入10质量份的增塑剂DOP、10质量份的快压出炭黑N550、10质量份的沉淀法白炭黑、30质量份的半补强炭黑N774、1质量份的硬脂酸、5质量份的氧化锌、1质量份的防老剂D、1质量份的防老剂RD和1质量份的防老剂4010NA混炼8～9min，中间进行两次翻料、排气，混炼过程控制压力≥0.5Mpa，冷却水压≥0.2MPa，混炼总时间控制在12～14min内。在温度为130±5℃的条件下排胶，冷却待用，
S2，待混炼胶料温度降至60℃以下，将胶料放入开炼机中包辊预热打团2～3min，再依次加入0.3质量份的硫磺、2质量份的促进剂DM、1.5质量份的促进剂CZ和3质量份的硫化剂DCP混炼3～4min，控制温度低于90℃排胶，在开炼机上对混炼好的胶料切片并冷却，得到混炼胶切片。
S3，将混炼胶切片放入压注机中进行压制成型，在温度为180℃的条件下硫化4min，得到耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶。
实施例三，将现有常规NBR/PVC、实施例一和实施例二制得的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶在温度为120℃的条件下服役168h，再分别进行力学性能测试，结果参见表1。
表1力学性能测试结果
由表1可知，实施例一和实施例二经耐热空气老化120℃×168h断后伸长率变化率分别为﹣60.9％和﹣46.34％，压缩永久变形分别为53.67％和55.83％，满足了空滤器出气管耐热空气老化120℃×168h断后伸长率变化率最大减小70％、压缩永久变形不大于70％的要求，且与现有常规NBR/PVC材料相比无明显成本增加，与应用同样满足耐热空气老化120℃×168h性能要求的AEM橡胶相比，具有明显的低成本优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，其特征在于，由以下组分制备而成：85～95质量份的聚氯乙烯合金胶，5～15质量份的丁腈橡胶，6～12质量份的增塑剂，44～56质量份的补强剂，0.8～1.2质量份的硬脂酸，4～6质量份的氧化锌，2.4～3.6质量份的防老剂，0.2～0.5质量份的硫磺，促进剂和硫化剂；
所述促进剂和硫化剂包括0.8～1.2质量份的促进剂CZ、0.8～1.2质量份的硫化剂TMTD和0.8～1.2质量份的硫化剂TETD；
或者，所述促进剂和硫化剂包括1.8～2.2质量份的促进剂DM、1.3～1.7质量份的促进剂CZ和2.8～3.2质量份的硫化剂DCP。
2.根据权利要求1所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，其特征在于：所述聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶的质量份之和为100。
3.根据权利要求1或2所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，其特征在于：所述增塑剂为增塑剂RS-107或增塑剂DOP。
4.根据权利要求1或2所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，其特征在于：所述补强剂为快压出炭黑N550、沉淀法白炭黑和半补强炭黑N774的混合补强剂；
其中，每100质量份聚氯乙烯合金胶和丁腈橡胶使用8～12质量份的快压出炭黑N550、8～12质量份的沉淀法白炭黑和28～32质量份的半补强炭黑N774。
5.根据权利要求1或2所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶，其特征在于：所述补强剂为防老剂D、防老剂RD和防老剂4010NA的混合防老剂；
其中，每100质量份聚氯乙烯合金胶和丁腈橡胶使用0.8～1.2质量份的防老剂D、0.8～1.2质量份的防老剂RD和0.8～1.2质量份的防老剂4010NA。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将聚氯乙烯合金胶与丁腈橡胶混炼，并依次加入增塑剂、补强剂、硬脂酸、氧化锌和防老剂混炼至胶料成团，在温度为130±5℃时下排胶，冷却待用；
S2，待混炼胶料温度降至60℃以下，将胶料放入开炼机中，依次加入促进剂、硫磺和硫化剂混炼5～7min，在温度低于90℃时排胶，切片，冷却得到混炼胶切片；
S3，对混炼胶切片进行压制成型，在温度为180℃的条件下硫化4min，得到耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶。
7.根据权利要求6所述的耐热丁腈橡胶与聚氯乙烯共混橡胶的制备方法，其特征在于，所述S1中混炼的工艺参数为：压力≥0.5Mpa，冷却水压≥0.2Mpa，混炼总时间为12～14min。
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