CN113444323A - 一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法 - Google Patents

一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车管路技术领域，尤其为一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑60～80份、石蜡油4～6份、促进剂0.5～1份、防老剂3～5份、活性剂5～10份和硫化剂1～5份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50。本发明通过以炭黑为补强剂，可以增强该橡胶组合物的整体强度，石蜡油可以提高橡胶组合物的软化作用，促进剂能够促进橡胶与硫化剂之间的反应，防老剂可以提高橡胶组合物热耐氧老化性能，活性剂在橡胶组合物中主要是起到流动性和抗氧能力，过氧化物硫化剂可使产品交联过程形成‑C‑C‑键，键能高，热、化学稳定型高，具有优异的抗热氧热老化性能。

Description

一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法
技术领域
本发明涉及汽车管路技术领域，具体为一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车发动机舱体越来越小，要求舱体的温度也逐渐升高，对于主要起到降温作用的散热器胶管，起到至关重要的作用，作为该种产品使用的胶料在其高温的抗耐性上也逐渐得到人们的注意。
以往汽车使用的散热器胶管材料一股针对的都是135℃长期使用，最高达到150℃，产品拉伸性能(强力、扯断伸长)保持率在65％以上；而现在随着发动机结构的紧凑导致其附近温度迅速提高，从而对散热器胶管材料的抗耐性也提高要求至150℃长期使用，最高达到160～165℃而同样要求的拉伸性能(强力、扯断伸长)保持率在65％以上，针对以上要求，本发明提供一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，解决了传统式的汽车用散热胶胶管长期在150℃下，该胶管的拉伸性能(强力、扯断伸长)很难达到保持率在65％以上标准的问题。
（二）技术方案。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑60～80份、石蜡油4～6份、促进剂0.5～1份、防老剂3～5份、活性剂5～10份和硫化剂1～5份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放8～24小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到110℃～120℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.6～0.8mm辊距薄通3～5次，再以7～9mm辊距在捣胶3～5min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
进一步地，所述炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，所述炭黑的粒子范围为40nm～500nm，所述石蜡油为市售300号。
进一步地，所述促进剂为TMTM、TMTD或DM中的任一种，所述防老剂为防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物）或防老剂MB（2-巯基苯并咪唑）其中的一种。
进一步地，所述活性剂为氧化镁，所述硫化剂为硫化剂BIBP。
进一步地，步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为70℃～90℃，塑炼时间为240S～480S。
进一步地，步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在80～95℃，混炼时间为1～2min。
进一步地，步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为120～160℃、硫化压力为10～15MPa和硫化时间为10～50min。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，具备以下有益效果：
本发明，通过以炭黑为补强剂，可以增强该橡胶组合物的整体强度，石蜡油可以提高橡胶组合物的软化作用，促进剂能够促进橡胶与硫化剂之间的反应，防老剂可以提高橡胶组合物热耐氧老化性能，活性剂在橡胶组合物中主要是起到流动性和抗氧能力，过氧化物硫化剂可使产品交联过程形成-C-C-键，键能高，热、化学稳定型高，具有优异的抗热氧热老化性能，可以满足长期在150℃高温的环境下使用。
附图说明
图1为本发明一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑60份、石蜡油4份、促进剂0.5份、防老剂3份、活性剂5份和硫化剂1份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放8小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到110℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.6mm辊距薄通3次，再以7mm辊距在捣胶3min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
在一些实施例中，，炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，炭黑的粒子范围为100nm，石蜡油为市售300号。
在一些实施例中，促进剂为TMTM，防老剂为防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物）。
在一些实施例中，活性剂为氧化镁，硫化剂为硫化剂BIBP。
在一些实施例中，步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为70℃，塑炼时间为240S。
在一些实施例中，步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在80，混炼时间为1min。
在一些实施例中，步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为120℃、硫化压力为10MPa和硫化时间为10min。
实施例2
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑70份、石蜡油5份、促进剂0.8份、防老剂4份、活性剂8份和硫化剂3份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放12小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到115℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.7mm辊距薄通4次，再以8mm辊距在捣胶4min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
在一些实施例中，，炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，炭黑的粒子范围为300nm，石蜡油为市售300号。
在一些实施例中，促进剂为TMTD，防老剂为防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物）。
在一些实施例中，活性剂为氧化镁，硫化剂为硫化剂BIBP。
在一些实施例中，步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为80℃，塑炼时间为300S。
在一些实施例中，步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在90℃，混炼时间为1.5min。
在一些实施例中，步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为140℃、硫化压力为13MPa和硫化时间为30min。
实施例3
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑80份、石蜡油6份、促进剂1份、防老剂5份、活性剂10份和硫化剂5份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放24小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到120℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.8mm辊距薄通5次，再以9mm辊距在捣胶5min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
在一些实施例中，，炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，炭黑的粒子范围为500nm，石蜡油为市售300号。
在一些实施例中，促进剂为DM，防老剂为防老剂MB（2-巯基苯并咪唑）。
在一些实施例中，活性剂为氧化镁，硫化剂为硫化剂BIBP。
在一些实施例中，步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为90℃，塑炼时间为480S。
在一些实施例中，步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在95℃，混炼时间为2min。
在一些实施例中，步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为160℃、硫化压力为15MPa和硫化时间为50min。
对比例
如图1所示，本发明一个实施例提出的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑40份、石蜡油2份、促进剂1份、防老剂1份、活性剂2份和硫磺1份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放8小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到110℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.6mm辊距薄通3次，再以7mm辊距在捣胶3min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
在一些实施例中，，炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，炭黑的粒子范围为40nm，石蜡油为市售300号。
在一些实施例中，促进剂为TMTM，防老剂为防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物）。
在一些实施例中，活性剂为氧化锌。
在一些实施例中，步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为70℃，塑炼时间为240S。
在一些实施例中，步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在80℃，混炼时间为1min。
在一些实施例中，步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为120℃、硫化压力为10MPa和硫化时间为10min。
分别测试实施例1-3和对比例中汽车水管的新型橡胶组合物的拉伸性能(强力、扯断伸长)，如下表所示：
Figure 449215DEST_PATH_IMAGE001
本发明实施例1～3和对比例中拉伸强度可以用DIN 53504-1994标准进行测试，断裂伸长率用JIS K6251标准测试，耐热空气老化可以根据GB/T 3512-1983标准进行测试，通过对比例中选用硫磺硫化体系所形成的-S-S-键，键能较低，很难满足长期150℃以上高温的环境下使用，本发明实施例1～3所制备的汽车水管的新型橡胶组合物，通过过氧化物硫化剂，可使产品交联过程形成-C-C-键，键能高，热、化学稳定型高，具有优异的抗热氧热老化性能，可以满足长期在150℃高温的环境下使用，同时对比例中活性剂为氧化锌，胶料如果含锌，高温下会与冷却液中的金属防腐添加剂反应生成不溶性沉淀物，会阻塞发动机的“毛细”管道，使汽车发动机冷却系统的温度越来越高，因此三元乙丙橡胶散热器胶管不宜含锌，本发明实施例1～3通过加入活化剂氧化镁代替氧化锌，使产品不含锌，避免了对发动机“毛细”管道的阻塞。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1、备料：三元乙丙橡胶100份、炭黑60～80份、石蜡油4～6份、促进剂0.5～1份、防老剂3～5份、活性剂5～10份和硫化剂1～5份，其中三元乙丙橡胶为三井3072M与4045M的混合物，混合质量比为70:50；
步骤S2、塑炼：将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼，然后将塑炼后的三元乙丙橡胶在常温停放8～24小时恢复胶料的应力，以便于混炼时材料分散；
步骤S3、混炼：将塑炼好的三元乙丙橡胶、炭黑、石蜡油、促进剂、防老剂和活性剂加入密炼机进行混炼，待温度达到110℃～120℃时排胶，在开炼机上降温至60℃以下得到混炼母胶；
步骤S4、压出：将混炼母胶停放24小时以上后加入硫化剂进行开炼，以0.6～0.8mm辊距薄通3～5次，再以7～9mm辊距在捣胶3～5min后下条冷却，即得橡胶组合物；
步骤S5、硫化处理：将橡胶组合物挤出管坯，再将管坯套在模芯上并在硫化罐中进行硫化，管坯停放24小时以上，即得橡胶水管。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：所述炭黑为快压出炉黑、半补强炭黑和热裂法炭黑中的至少一种，所述炭黑的粒子范围为40nm～500nm，所述石蜡油为市售300号。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：所述促进剂为TMTM、TMTD或DM中的任一种，所述防老剂为防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物）或防老剂MB（2-巯基苯并咪唑）其中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：所述活性剂为氧化镁，所述硫化剂为硫化剂BIBP。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：步骤S2中将三元乙丙橡胶在一定温度时间下进行塑炼条件为：塑炼温度为70℃～90℃，塑炼时间为240S～480S。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：步骤S3中密炼机混炼条件为：密炼机温度控制在80～95℃，混炼时间为1～2min。
7.根据权利要求1所述的一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，其特征在于：步骤S5中硫化的条件包括硫化温度为120～160℃、硫化压力为10～15MPa和硫化时间为10～50min。
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