CN113354903A - 一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的epdm橡胶材料的制备方法 - Google Patents

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王有福
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Abstract

本发明公开了一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法。本发明的目的在于提供一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法，其耐热性良好堪比过氧化物。同时加工工艺简单，硫化温度低，时间短。

Description

一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体为一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法。
背景技术
目前，各大主机厂为了提高发动机的进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，将发动机上装配涡轮增压器。其最大功率较未安装增压器的时候相比提高40％甚至更高。简单说，我们常见的1.8T的涡轮增压发动机相当于2.4L发动机的动力水平，但耗油量并不比1.8L的高多少，提高了燃油的燃烧效率并降低了尾气排放。但是，发动机在增压之后，其工作压力和温度都大大提升，这就要求发动机配套的冷却水管有更高的耐热性能。
市面所见自然吸气的发动机冷却水管，其主体材料为EPDM，用硫磺硫化。其能在120℃下长期使用，150℃下短期使用，超过150℃，便失去了橡胶固有的性能。其耐热等级无法与涡轮增压发动机配套。而与涡轮增压发动机配套的EPDM橡胶材料，大多采用过氧化物硫化，其可在150℃下长期使用，175℃下短期使用。但其硫化温度高，时间长，且要求在无氧条件下进行，条件十分苛刻。
因此，本发明提出一种硫磺硫化，超耐热(短期175℃)，成型温度低，加工性能良好的冷却水管用EPDM橡胶材料。
发明内容
本发明采取的技术方案如下:
本发明所述的冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的配方由以下质量份数的组成物组成：EPDM橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂3份，炭黑100～110份，增塑剂52～62份，树脂增粘剂1～3份，硫化促进剂0～5份，硫化剂0～2份。
所述的两种EPDM橡胶,分别为高门尼和低乙烯含量，低门尼高乙烯含量的EPDM橡胶，选此目的是为了平衡加工性能和耐热性。其不但能提高强度，N774在一定程度上也能提高断裂伸长率。
所述的防老剂为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(RD)、2-巯基苯并咪唑(MB)和4，4’一双a,a`-二甲基苄基二苯胺(445)中的一种或几种。
所述的炭黑为N330、N550、N774和喷雾炭黑的一种或几种。
所述的增塑剂为石蜡油系增塑剂，其闪点高，高温时不易抽出，赋予了橡胶优异的老化性能。
所述的粘结剂为新型树脂粘结剂，赋予橡胶很好内外层与纱线的粘结性能。
所述的硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑(DM)和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)的一种或几种。
所述的硫化剂为硫磺、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)或四硫化双戊亚甲基秋兰姆(TRA),其中TRA为四硫化双五甲基秋兰姆，TMTD为二硫化四甲基秋兰姆，其三者以1:5:5基础比例配合组成低硫高促硫化体系，硫磺的加入在硫化过程中形成了多硫键，保证了橡胶材料的物理机械性能。秋兰姆类促进剂作为硫载体加入，在橡胶硫化过程中，其所含的双硫键断裂与橡胶大分子链进行交联。形成了稳定的单硫键，极大的提高了老化性能。
有益效果：本发明的目的在于提供一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法，其耐热性良好堪比过氧化物。同时加工工艺简单，硫化温度低，时间短。
附图说明
具体实施方式
本实验所用仪器：强力加压式密炼机(1L)，6寸开炼机，25吨平板硫化机，高低温试验箱1台，热空气老化箱，耐臭氧试验机，脆性试验机，恒温油槽，傅里叶红外光谱仪，门尼试验机，无转子硫化仪，多功能拉伸试验机，爆破试验机等。
一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法，由以下质量份的材料组成：
EPDM橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂3份，炭黑100～110份，增塑剂52～62份，树脂增粘剂1～3份，硫化促进剂0～5份，硫化剂0～2份。
EPDM橡胶基体胶为两种牌号的EPDM，其型号分别为8120E和3090，8120E和3090以基础比例8:2配合制得。
所用的炭黑为N774、N550。
增塑剂为高闪点石蜡油系增塑剂。
树脂增粘剂为一种新型树脂粘合剂RF-90，其为间苯二酚改性粘合剂。
硫化剂为硫磺、TRA、TMTD、DM，四者以1:5:5:3基础比例配合。
实例一：在1L密炼机中加入EPDM原胶300g，塑炼2min后，加入炭黑N550 300g，防老剂MB和防老剂445共9g，氧化锌和硬脂酸共18g，高闪点石蜡油180g，高速混炼10min，4min时提一次上顶栓，8min时清扫，10min时排胶，快速拿到开炼机上加硫，待胶料完全包辊后，将称量好的硫化剂7g加入，混炼均匀即可。
实例二：该实例的组成物与实例一基本相同，区别在于该实例用330g的N550代替300g的N550，实验方法与实例一一致。
实例三：该实例的组成物与实例一基本相同，区别在于该实例用150g的N550和150g的N774代替300g的N550，实验方法与实例一一致。
实例四：在1L密炼机中加入EPDM原胶300g，塑炼2min后，加入炭黑N550 330g，防老剂MB和防老剂445共9g，氧化锌和硬脂酸共18g，高闪点石蜡油150g，高速混炼10min，4min时提一次上顶栓，8min时清扫，10min时排胶，快速拿到开炼机上加硫，待胶料完全包辊后，将称量好的硫化剂7g加入，混炼均匀即可。
实例五：该实例的组成物与实例四基本相同，区别在于用159g高闪点石蜡油代替150g高闪点石蜡油，实验方法与实例四一致。
实例六：该实例的组成物与实例四基本相同，区别在于用168g高闪点石蜡油代替150g高闪点石蜡油，实验方法与实例四一致。
实例七：在1L密炼机中加入EPDM原胶300g，塑炼2min后，加入炭黑N550 330g，防老剂MB 3g，防老剂RD 3g，氧化锌和硬脂酸共18g，高闪点石蜡油159g，高速混炼10min，4min时提一次上顶栓，8min时清扫，10min时排胶，快速拿到开炼机上加硫，待胶料完全包辊后，将称量好的硫化剂7g加入，混炼均匀即可。
实例八：该实例的组成物与实例七基本相同，区别在于用3g防老剂445代替3g的防老剂MB，实验方法与实例七一致。
实例九：该实例的组成物与实例七基本相同，区别在于用3g防老剂445代替3g的防老剂RD，实验方法与实例七一致。
实例十：在1L密炼机中加入EPDM原胶300g，塑炼2min后，加入炭黑N550 330g，防老剂MB 1.5g，防老剂445 3g，氧化锌和硬脂酸共18g，高闪点石蜡油159g，高速混炼10min，4min时提一次上顶栓，8min时清扫，10min时排胶，快速拿到开炼机上加硫，待胶料完全包辊后，将称量好的硫化剂(7g加入，混炼均匀即可。
实例十一：该实例的组成物与实例十基本相同，区别在于用3g的防老剂MB和3g的防老剂445代替1.5g的防老剂MB和3g的防老剂445，实验方法与实例七一致。
实例十二：该实例的组成物与实例十基本相同，区别在于用3g的防老剂MB和6g的防老剂445代替1.5g的防老剂MB和3g的防老剂445，实验方法与实例七一致。

Claims (6)

1.一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料的制备方法，其特征在于：由以下质量份的材料组成：
EPDM橡胶100份，氧化锌5份，硬脂酸1份，防老剂3份，炭黑100～110份，增塑剂52～62份，树脂增粘剂1～3份，硫化促进剂0～5份，硫化剂0～2份。
2.根据权利要求1所述的一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料，其特征在于：上述的EPDM橡胶基体胶为两种牌号的EPDM，其型号分别为8120E和3090，8120E和3090以基础比例8:2配合制得。
3.根据权利要求1所述的一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料，其特征在于：所用的炭黑为N774、N550。
4.根据权利要求1所述的一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料，其特征在于：增塑剂为高闪点石蜡油系增塑剂。
5.根据权利要求1所述的一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料，其特征在于：树脂增粘剂为一种新型树脂粘合剂RF-90，其为间苯二酚改性粘合剂。
6.根据权利要求1所述的一种冷却水管用超耐热硫磺硫化的EPDM橡胶材料，其特征在于：硫化剂为硫磺、TRA、TMTD、DM，四者以1:5:5:3基础比例配合。
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