CN117362851B - 一种车用密封橡胶管材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种车用密封橡胶管材料。所述车用密封橡胶管材料由以下重量份的原料制备而成：85~95份三元乙丙橡胶、15~25份共聚氯醚橡胶、6~10份辐射交联丁苯橡胶粒子，50~65份炭黑N550、10~20份轻质碳酸镁、25~35份氧化锌、3~5份硬脂酸、2~4份防老剂4020、1.5~2.5份防老剂RD、6~10份松焦油、3~7份促进剂TMTD、0.5~1.5份促进剂DM、2~6份交联剂DCP。本发明通过加入粒径小、比表面积大、交联度高的辐射交联丁苯橡胶粒子，能有效提高密封橡胶管材料的耐油性能，其中所述的辐射交联丁苯橡胶粒子更是加以硅烷偶联剂改性的白炭黑共同交联制备而成，进一步提高密封橡胶管材料的耐热、耐油性能，使制品能满车用足橡胶管的密封使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种车用密封橡胶管材料及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种广泛应用于工程技术领域，如航空航天、化工、电子电气、医疗器械以及机械制造等领域的高分子材料。由于所处的环境不同，对橡胶的性能要求也不一样。车辆大灯座密封及门套，也常采用橡胶来作为密封材料。它会受到风雨、冰雪、尘沙、油污的影响或某些化学燃料的浸蚀，这些都会极大的影响橡胶的使用性能。
橡胶和其它辅助材料，如填料、助剂等辅料混合均匀后通过交联剂在一定温度及压力下成型，橡胶混合料通过交联剂使之发生网状交联结构，分子之间相互结合后可以提供各种性能的有价值的材料。生橡胶是最主要的原材料，但是单纯使用生胶是不能制成所要求的橡胶制品的。为了使橡胶具有所要求的性能，必须在生胶中加入各种不同的配合剂材料。由于橡胶制品的配合剂及硫化等过程具有多重的特性，导致其制备的材料具有各种特性。
橡胶密封制品是汽车用橡胶制品不可缺少的重要组成部分，主要品种有骨架油封、O形密封圈、密封胶条、制动皮碗、皮膜及各种垫片。这些产品依靠橡胶大分子本身的高弹性、可复原性大变形、气密性及粘弹性而发挥作用，是汽车中不可替代的一类特殊零件，分别起着密封、减振、隔音、制动等作用，对汽车正常行驶及行驶的舒适、安全性发挥重要的作用。
基于上述情况，本发明提出了一种车用密封橡胶管材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车用密封橡胶管材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种车用密封橡胶管材料，所述车用密封橡胶管材料由以下重量份的原料制备而成：85~95份三元乙丙橡胶、15~25份共聚氯醚橡胶、6~10份辐射交联丁苯橡胶粒子，50~65份炭黑 N550、10~20份轻质碳酸镁、25~35份氧化锌、3~5份硬脂酸、2~4份防老剂4020、1.5~2.5份防老剂RD、6~10份松焦油、3~7份促进剂TMTD、0.5~1.5份促进剂DM、2~6份交联剂DCP。
优选地，所述三元乙丙橡胶的灰分含量为0.6%，挥发物含量为0.8%，氮含量为0.6%，塑性初值为40%，塑性保持率为60%。
优选地，所述共聚氯醚橡胶为三元共聚氯醚橡胶，包括GECO、GPCO、PECO的其中一种或两种以上的组合。在其中一个实施例中，所述为三元共聚氯醚橡胶为GECO，牌号为hydrinT3102，门尼粘度为90。
优选地，所述辐射交联丁苯橡胶粒子通过以下方法制备而成：往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以50~80r/min搅拌10~15min，随后以辐射剂量为60~100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子。
优选地，所述辐照敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯的其中一种，在其中一个实施例中，所述辐照敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
优选地，所述丁苯橡胶乳液的固含量为50%。
优选地，所述白炭黑水分散液通过以下方法制备而成：以质量比100：5:3分别取白炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇，加去离子水使固含量为15%，在1450~1500 r/min的搅拌速度下搅拌15~20 min，得到白炭黑水分散液。
优选地，所述白炭黑的比表面积为300m2/g，粒径为7nm。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570的其中一种或两种以上的组合。
本发明还提供一种车用密封橡胶管材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）依次添加三元乙丙橡胶、共聚氯醚橡胶、辐射交联丁苯橡胶粒子、轻质碳酸镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、松焦油，在140~150℃以50~55 r/min搅拌10~15min，得一段母胶；
（2）将一段母胶与炭黑 N550在140~150℃以50~55 r/min搅拌5~10min后排胶，得二段母胶；
（3）将二段母胶与促进剂TMTD、促进剂DM在170~185℃以20~25 r/min搅拌5~10min后排胶，即得所述车用密封橡胶管材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过加入粒径小、比表面积大、交联度高的辐射交联丁苯橡胶粒子，能有效提高密封橡胶管材料的耐油性能，其中所述的辐射交联丁苯橡胶粒子更是加以硅烷偶联剂改性的白炭黑共同交联制备而成，进一步提高密封橡胶管材料的耐热、耐油性能，使制品能满车用足橡胶管的密封使用需求。
2.本发明的制备方法、操作方便，易于大规模生产，且质量稳定。
3.本发明原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制。
具体实施方式
实施例1
各原料的用量见表1。
（1）以质量比100：5:3分别取白炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇，加去离子水使固含量为15%，在1450r/min的搅拌速度下搅拌20min，得到白炭黑水分散液；
（2）往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以50r/min搅拌15min，随后以辐射剂量为60kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子；
（3）依次添加三元乙丙橡胶、共聚氯醚橡胶、辐射交联丁苯橡胶粒子、轻质碳酸镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、松焦油，在150℃以50 r/min搅拌15min，得一段母胶；
（4）将一段母胶与炭黑 N550在150℃以50 r/min搅拌10min后排胶，得二段母胶；
（5）将二段母胶与促进剂TMTD、促进剂DM在180℃以20r/min搅拌10min后排胶，即得所述车用密封橡胶管材料。
实施例2
各原料的用量见表1。
（1）以质量比100：5:3分别取白炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇，加去离子水使固含量为15%，在1500r/min的搅拌速度下搅拌15min，得到白炭黑水分散液；
（2）往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以80r/min搅拌10min，随后以辐射剂量为100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子；
（3）依次添加三元乙丙橡胶、共聚氯醚橡胶、辐射交联丁苯橡胶粒子、轻质碳酸镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、松焦油，在150℃以55 r/min搅拌10min，得一段母胶；
（4）将一段母胶与炭黑 N550在150℃以55 r/min搅拌5min后排胶，得二段母胶；
（5）将二段母胶与促进剂TMTD、促进剂DM在185℃以25 r/min搅拌5min后排胶，即得所述车用密封橡胶管材料。
实施例3
各原料的用量见表1。
（1）以质量比100：5:3分别取白炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇，加去离子水使固含量为15%，在1500r/min的搅拌速度下搅拌20min，得到白炭黑水分散液；
（2）往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以80r/min搅拌15min，随后以辐射剂量为100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子；
（3）依次添加三元乙丙橡胶、共聚氯醚橡胶、辐射交联丁苯橡胶粒子、轻质碳酸镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂4020、防老剂RD、松焦油，在150℃以55 r/min搅拌10~15min，得一段母胶；
（4）将一段母胶与炭黑 N550在150℃以55 r/min搅拌10min后排胶，得二段母胶；
（5）将二段母胶与促进剂TMTD、促进剂DM在185℃以25 r/min搅拌10min后排胶，即得所述车用密封橡胶管材料。
对比例1
与实施例3不同的是，未添加辐射交联丁苯橡胶粒子。其余同实施例3。各原料的用量见表1。
对比例2
与实施例3不同的是，其中步骤（2）为：往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后以辐射剂量为100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以80r/min搅拌15min，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子。其余同实施例3。各原料的用量见表1。
对比例3
与实施例3不同的是，略去步骤（1），步骤（2）为：往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后以辐射剂量为100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子。其余同实施例3。各原料的用量见表1。
对比例4
与实施例3不同的是，步骤（1）中未加入硅烷偶联剂。其余同实施例3。各原料的用量见表1。
表1
性能测试及评价
取实施例1~3以及对比例1~4制备所得的密封橡胶管材料按GB/T 528-2009测试拉伸应力应变性能。按GB/T 7759.1-2015测试压缩永久变形，按GB/T 1690-2010测试耐油性能，所用油品分别为901号和903号机油，其中热老化条件为150℃热老化100h。测试结果见表2。
表2 性能测试
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述车用密封橡胶管材料由以下重量份的原料制备而成：85~95份三元乙丙橡胶、15~25份共聚氯醚橡胶、6~10份辐射交联丁苯橡胶粒子，50~65份炭黑 N550、10~20份轻质碳酸镁、25~35份氧化锌、3~5份硬脂酸、2~4份防老剂4020、1.5~2.5份防老剂RD、6~10份松焦油、3~7份促进剂TMTD、0.5~1.5份促进剂DM、2~6份交联剂DCP；
所述辐射交联丁苯橡胶粒子通过以下方法制备而成：往丁苯橡胶乳液中滴加橡胶固含量5%的辐照敏化剂，随后与白炭黑水分散液按体积比1:1.5混合，并以50~80r/min搅拌10~15min，随后以辐射剂量为60~100kGy的高能电子束对该乳液进行辐照，喷雾干燥，过筛，得到辐射交联丁苯橡胶粒子；
所述丁苯橡胶乳液的固含量为50%。
2.根据权利要求1所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述辐照敏化剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
3.根据权利要求1所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述白炭黑水分散液通过以下方法制备而成：以质量比100：5:3分别取白炭黑、硅烷偶联剂、聚乙二醇，加去离子水使固含量为15%，在1450~1500 r/min的搅拌速度下搅拌15~20 min，得到白炭黑水分散液。
4.根据权利要求3所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述白炭黑的比表面积为300m2/g，粒径为7nm。
5.根据权利要求3所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570的其中一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述共聚氯醚橡胶为三元共聚氯醚橡胶。
7.根据权利要求6所述的车用密封橡胶管材料，其特征在于，所述三元共聚氯醚橡胶包括GECO、GPCO、PECO的其中一种或两种以上的组合。
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