一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法
2023-10-24 01:34:47
一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法，其由下列重量份的原料製成：氯磺化聚乙烯橡膠100份，炭黑50～60份，補強劑GC66620～30份，硬脂酸0.3～0.7份，流動劑WB2120.8～1.2份，C9石油樹脂3～7份，吸酸劑11～19份，增塑劑TOTM10～20份,防老劑1.4～2.2份，內脫模劑WS1801～3份，硫化劑BIPB4～6份，交聯助劑Activator-70P5～7份。通過備料、密煉、冷卻和開煉製備步驟製得，具有高強度、低壓縮永久變形、耐低溫、耐老化、耐油等特性，完全達到動力轉向管的要求，同時無毒、無味、儲藏穩定。
【專利說明】一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及合成橡膠領域，具體涉及一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]伴隨著汽車工業的飛速發展，動力轉向器在汽車轉向系統中的應用越來越普遍。由於動力轉向器中的連接管屬於高壓系列，並且長期與燃油接觸，它的穩定性和可靠性關係到汽車及人身的安全，所以對其的技術含量、標準要求越來越高，然而目前的動力轉向器膠管產品無論是在耐熱、耐油、耐壓、耐老化、脈衝性能方面，還是在產品合格率、成本上都遠遠滿足不了人們對現代汽車行業的發展需求。
[0003]現有動力轉向系統中的膠管，其膠層一般採用氯磺化聚乙烯橡膠為主要原料，輔以炭黑、促進劑等其他物料為輔助劑混煉擠出製成。因此，為了提高膠管的性能，可以通過提高混煉膠的性能來實現。
【發明內容】
[0004]本發明主要是針對上述技術中存在的問題，提供一種耐熱、耐油、耐壓、耐老化、耐低溫、合格率高、成本較低的動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料及其製備方法。
[0005]為了解決以上技術問題，本發明提供了一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料，由下列重量份的原料製成:氯磺化聚乙烯橡膠100份、炭黑50~60份、補強劑GC666 20~30份、硬脂酸0.3~0.7份、流動劑WB212 0.8~1.2份、C9石油樹脂3~7份、吸酸劑11~19份、增塑劑TOTM 10~20份、`防老劑1.4~2.2份、內脫模劑WS180 I~3份、硫化劑BIPB 4~6份、交聯助劑Activator-70P 5~7份。
[0006]作為優選，所述的炭黑為炭黑N990、炭黑N330，其中，
炭黑N990 28~32份
炭黑N330 22~28份。
[0007]作為優選，所述的吸酸劑為活性氧化鎂、鎂鋁水滑石，其中，
活性氧化鎂8~12份
鎂鋁水滑石3~7份。
[0008]作為優選，所述的防老劑為防老劑NBC、防老劑RD，其中，
防老劑NBC 0.6~1份
防老劑RD 0.8~1.2份。
[0009]所述動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料的製備方法，具體工藝步驟為:
I)備料:稱取100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、50~60重量份的炭黑、20~30重量份的補強劑GC666、0.3~0.7重量份的硬脂酸、0.8~1.2重量份的流動劑WB212、3~7重量份的C9石油樹脂、11~19重量份的吸酸劑、10~20重量份的增塑劑T0TM、1.4~2.2重量份的防老劑、I~3重量份的內脫模劑WS180、4~6重量份的硫化劑BIPB、5~7重量份的交聯助劑Activator_70P ；
2)密煉:首先將100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、0.3~0.7重量份的硬脂酸、0.8~
1.2重量份的流動劑WB212、3~7重量份的C9石油樹脂、11~19重量份的吸酸劑、1.4~
2.2重量份的防老劑、I~3重量份的內脫模劑WS180放入密煉機，在50~60°C的溫度下進行混煉，混煉時間為30~40秒，然後將50~60重量份的炭黑、20~30重量份的補強劑GC666、10~20重量份的增塑劑TOTM放入所述的密煉機，在70~75°C的溫度下進行混煉，混煉時間為4~5分鐘，最後將混煉膠料排出，排料後過濾；
3)冷卻:將密煉後的膠料在空氣中自然冷卻至常溫，並停放4~8小時，以促進混合料內部材料的均勻；
4)開煉:將冷卻後的混煉膠投入開煉機進行開煉，然後將4~6重量份的硫化劑BIPB、5~7重量份的交聯助劑Activator-70P加入混煉膠中，在開煉過程中保持冷卻水在70°C以下，膠料溫度在90°C以下，即可得成品。
[0010]作為優選，所述步驟2)中，排料後用孔徑為250 μ m的過濾網進行過濾。
[0011]作為優選，所述步驟4)中，在開煉時依次經:左右割刀各3次、三角包3次、薄通2次、三角包2次，然後開片、包裝入庫，完成膠料製備。
[0012]注:上述原料都是能從市場上購得的現有原材料:
(1)補強劑GC:水合二氧化矽；
(2)流動劑WB212:高分子量脂肪酸酯乳化物結合在無機載體上；
(3)C9石油樹脂:以包含九個碳原子的「烯烴或環烯烴進行聚合或與醛類、芳烴、萜烯類化合物等共聚而成」的樹脂性物質，採用酸價範圍在0.50~0.65的C9石油樹脂；
(4)增塑劑TOTM:偏苯三酸三辛酯；
(5)防老劑RD:2，2，4-三甲基-1, 2- 二氫化喹啉；
(6)內脫模劑WS180:脂肪酸衍生物及矽的化合物；
(7)硫化劑BIPB:雙叔丁基過氧化二異丙基苯。
[0013]主要原料性能分析如下:
氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物，是將聚乙烯溶解在四氯化碳、四氟乙烯或六氯乙烷中，以偶氮二異丁氰為催化劑或在紫外線照射下，通過氯和二氧化碳的混合氣或用亞硫醯氯進行反應而得。其具有耐老化、耐臭氧性能，耐油性能僅次於丁腈和氯丁橡膠，由於其分子鏈中含有氯元素還具有良好的耐燃性能。
[0014]炭黑N330是應用最為廣泛的高耐磨型炭黑，吸碘值82g/kg，DBP吸收值102Cm3/100g，其耐磨性能比中超耐磨系列稍差，但優於槽法製備的炭黑，其具有中高補強性、中等模量和加工性能佳。但是單獨採用這一種炭黑，雖然補強作用和加工性能會有很大的改善，但是動力轉向管對壓縮永久變形要求更高，這就需要選用其他壓縮永久變形更好的炭黑來並用，N990為中粒子熱裂炭黑，結構相當低，可以大量`填充，但單獨使用拉伸強度低，為了提高混煉膠的綜合性能，將N330和N990並用，不但滿足了混煉膠較高的拉伸強度，而且壓縮永久變形性能較好，彌補了單獨使用的缺點。
[0015]在本發明中通過加入礦物性補強劑GC使產品獲得了更高的拉伸強度，更好的扯斷伸長率和回彈性，更好的耐熱性能，增加膠料的挺性，降低膠料的收縮，改善膠料的耐曲撓性，提高產品的填充性。[0016]環保型增塑劑TOTM是一種耐熱和耐久型增塑劑，兼具聚酯增塑劑和單體增塑劑的優點，增塑效率和加工性能與鄰苯二甲酸酯類增塑劑相近；相容性、塑化性能、低溫性能較聚酯增塑劑優；提高了膠料的環保性能。採用具有協同效應的軟化劑石油系與其並用，更有利於塑性變形，降低剪切模量，獲得較大位移。
[0017]在本發明中通過加入防老劑RD和防老劑NBC並用，可使產品具有優良的耐熱性能，耐臭氧性能，耐熱水蒸汽性能，更好的耐天候性，同時對屈撓龜裂，熱氧老化也有較好的防護作用，其中防老劑NBC對光、氧、臭氧和熱有良好的穩定作用。
[0018]本發明中加入WB212分散加工助劑和WS180加工助劑，能夠提高膠料的分散性，縮短膠料的混煉時間，改善工藝性能，減少早期焦燒的危險，同時還具有良好的增塑性能，改善膠料的流動性能和成品的脫模性能。
[0019]在本發明中採用包含交聯助劑的過氧化物硫化體系，使得橡膠的耐寒性改善和壓縮永久變形極小，同時拉伸強度和扯斷伸長率也較大，疲勞性很好。這一優點是單獨使用過氧化物，以及使用過氧化物、硫磺與其他助交聯劑的組合作為硫化體系所不具備的。
[0020]採用本發明的配方和製備方法混煉橡膠，經測定，本發明製備的氯磺化聚乙烯橡膠的性能達到如下指標:
硬度(邵氏A)65±5 ;拉伸強度> 12Mpa ;扯斷伸長率> 250%;壓縮永久變形< 20%(IOO0C X72h，壓縮 25%);耐 臭氧性(50ppmX40°C X24h，拉伸 20%)良好;耐低溫性(_40°C)良好;耐老化性(125°C X168h)良好。
[0021]本發明的配方具有高強度、低壓縮永久變形、耐低溫、耐老化、耐油等特性，完全達到動力轉向管的要求，同時無毒、無味、儲藏穩定。按照本發明的配方製備得到的動力轉向管耐油、耐疲勞，可消除發動機的震動傳遞到儲油罐上，減少儲油罐各接口的鬆動，大大延長了汽車動力轉向系統的工作壽命；同時結構穩定牢固，不易產生液體洩漏。此配方也應用於與動力轉向管性能相似的產品。
【具體實施方式】
[0022]以下結合實施例對本發明作進一步具體描述，但本實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明。
[0023]實施例1:
主要原料按照下述重量份配比配製:
氯磺化聚乙烯橡膠100份、炭黑55份、補強劑GC666 25份、硬脂酸0.5份、流動劑WB2121份、C9石油樹脂5份、吸酸劑15份、增塑劑TOTM 15份、防老劑1.8份、內脫模劑WS180 2份、硫化劑BIPB 5份、交聯助劑Activator-70P 6份。
[0024]製備方法的具體工藝步驟為:
O備料:稱取100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、30重量份的炭黑N990、25重量份的炭黑N330、25重量份的補強劑GC666、0.5重量份的硬脂酸、I重量份的流動劑WB212、5重量份的C9石油樹脂、10重量份的活性氧化鎂、5重量份的鎂鋁水滑石、15重量份的增塑劑Τ0ΤΜ、
0.8重量份的防老劑NBC、I重量份的防老劑RD、2重量份的內脫模劑WS180、5重量份的硫化劑BIPB、6重量份的交聯助劑Activator-70P ；
2)密煉:首先將100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、0.5重量份的硬脂酸、I重量份的流動劑WB212、5重量份的C9石油樹脂、10重量份的活性氧化鎂、5重量份的鎂鋁水滑石、0.8重量份的防老劑NBC、I重量份的防老劑RD、2重量份的內脫模劑WS180放入密煉機，在55°C的溫度下進行混煉，混煉時間為35秒，然後將30重量份的炭黑N990、25重量份的炭黑N330、25重量份的補強劑GC666、15重量份的增塑劑TOTM放入所述的密煉機，在72°C的溫度下進行混煉，混煉時間為4.5分鐘，最後將混煉膠料排出，排料後用孔徑為250 μ m的過濾網進行過濾；
3)冷卻:將密煉後的膠料在空氣中自然冷卻至常溫，並停放6小時；
4)開煉:將冷卻後的混煉膠投入開煉機進行開煉，然後將5重量份的硫化劑BIPB、6重量份的交聯助劑Activator-70P加入混煉膠中，在開煉過程中保持冷卻水在70V以下，膠料溫度在90°C以下，依次經:左右割刀各3次、三角包3次、薄通2次、三角包2次，然後開片、包裝入庫，完成膠料製備。
[0025]實施例2:
主要原料按照下述重量份配比配製:
氯磺化聚乙烯橡膠100份、炭黑50份、補強劑GC666 30份、硬脂酸0.4份、流動劑WB2121.2份、C9石油樹脂3份、吸酸劑18份、增塑劑TOTM 19份、防老劑1.5份、內脫模劑WS180
1.5份、硫化劑BIPB 4份、交聯助劑Activator-70P 7份。
[0026]製備方法的具體工藝步驟為:
1)備料:稱取100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、28重量份的炭黑N990、22重量份的炭黑N330、30重量份的補強劑GC666、0.4重量份的硬脂酸、1.2重量份的流動劑WB212、3重量份的C9石油樹脂、12重量份的活性氧化鎂、6重量份的鎂鋁水滑石、19重量份的增塑劑Τ0ΤΜ、0.6重量份的防老劑NBC、0.9重量份的防老劑RD、1.5重量份的內脫模劑WS180、4重量份的硫化劑BIPB、7重量份的交聯助劑Activator-70P ；
2)密煉:首先將100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、0.4重量份的硬脂酸、1.2重量份的流動劑WB212、3重量份的C9石油樹脂、12重量份的活性氧化鎂、6重量份的鎂鋁水滑石、0.6重量份的防老劑NBC、0.9重量份的防老劑RD、1.5重量份的內脫模劑WS180放入密煉機，在500C的溫度下進行混煉，混煉時間為40秒，然後將28重量份的炭黑N990、22重量份的炭黑N330、30重量份的補強劑GC666U9重量份的增塑劑TOTM放入所述的密煉機，在75°C的溫度下進行混煉，混煉時間為4分鐘，最後將混煉膠料排出，排料後用孔徑為250 μ m的過濾網進行過濾；
3)冷卻:將密煉後的膠料在空氣中自然冷卻至常溫，並停放8小時；
4)開煉:將冷卻後的混煉膠投入開煉機進行開煉，然後將4重量份的硫化劑BIPB、7重量份的交聯助劑Activator-70P加入混煉膠中，在開煉過程中保持冷卻水在70V以下，膠料溫度在90°C以下，依次經:左右割刀各3次、三角包3次、薄通2次、三角包2次，然後開片、包裝入庫，完成膠料製備。
[0027]實施例3:
主要原料按照下述重量份配比配製:
氯磺化聚乙烯橡膠100份、炭黑60份、補強劑GC666 20份、硬脂酸0.6份、流動劑WB212
0.8份、C9石油樹脂7份、吸酸劑11份、增塑劑TOTM 10份、防老劑2.1份、內脫模劑WS1803份、硫化劑BIPB 6份、交聯助劑Activator-70P 5份。[0028]製備方法的具體工藝步驟為:
O備料:稱取100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、32重量份的炭黑N990、28重量份的炭黑N330、20重量份的補強劑GC666、0.6重量份的硬脂酸、0.8重量份的流動劑WB212、7重量份的C9石油樹脂、8重量份的活性氧化鎂、3重量份的鎂鋁水滑石、10重量份的增塑劑T0TM、1重量份的防老劑NBC、1.1重量份的防老劑RD、3重量份的內脫模劑WS180、6重量份的硫化劑BIPB、5重量份的交聯助劑Activator-70P ；
2)密煉:首先將100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、0.6重量份的硬脂酸、0.8重量份的流動劑WB212、7重量份的C9石油樹脂、8重量份的活性氧化鎂、3重量份的鎂鋁水滑石、I重量份的防老劑NBC、1.1重量份的防老劑RD、3重量份的內脫模劑WS180放入密煉機，在60°C的溫度下進行混煉，混煉時間為30秒，然後將32重量份的炭黑N990、28重量份的炭黑N330、20重量份的補強劑GC666、10重量份的增塑劑TOTM放入所述的密煉機，在70°C的溫度下進行混煉，混煉時間為5分鐘，最後將混煉膠料排出，排料後用孔徑為250 μ m的過濾網進行過濾；
3)冷卻:將密煉後的膠料在空氣中自然冷卻至常溫，並停放4小時；
4)開煉:將冷卻後的混煉膠投入開煉機進行開煉，然後將6重量份的硫化劑BIPB、5重量份的交聯助劑Activator-70P加入混煉膠中，在開煉過程中保持冷卻水在70V以下，膠料溫度在90°C以下，依次經:左右割刀各3次、三角包3次、薄通2次、三角包2次，然後開片、包裝入庫，完成膠料製備。
[0029]本發明的上述實施例是對本發明的說明而不能用於限制本發明，與本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改`變，都應認為是包括在權利要求書的範圍內。
【權利要求】
1.一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料，其特徵在於:由下列重量份的原料製成:氯磺化聚乙烯橡膠100份、炭黑50~60份、補強劑GC666 20~30份、硬脂酸0.3~0.7份、流動劑WB212 0.8~1.2份、C9石油樹脂3~7份、吸酸劑11~19份、增塑劑TOTM 10~20份、防老劑1.4~2.2份、內脫模劑WS180 I~3份、硫化劑BIPB 4~6份、交聯助劑Activator-70P 5 ~7 份。
2.根據權利要求1所述的一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料，其特徵在於:所述的炭黑為炭黑N990、炭黑N330，其中， 炭黑N990 28~32份 炭黑N330 22~28份。
3.根據權利要求1所述的一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料，其特徵在於:所述的吸酸劑為活性氧化鎂、鎂鋁水滑石，其中， 活性氧化鎂8~12份 鎂鋁水滑石3~7份。
4.根據權利要求1所述的一種動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料，其特徵在於:所述的防老劑為防老劑NBC、防老劑RD，其中， 防老劑NBC 0.6~1份 防老劑RD 0.8~1.2份。
5.一種權利要求1所`述動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料的製備方法，其特徵在於:具體工藝步驟為: 1)備料:稱取100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、50~60重量份的炭黑、20~30重量份的補強劑GC666、0.3~0.7重量份的硬脂酸、0.8~1.2重量份的流動劑WB212、3~7重量份的C9石油樹脂、11~19重量份的吸酸劑、10~20重量份的增塑劑T0TM、1.4~2.2重量份的防老劑、I~3重量份的內脫模劑WS180、4~6重量份的硫化劑BIPB、5~7重量份的交聯助劑Activator_70P ； 2)密煉:首先將100重量份的氯磺化聚乙烯橡膠、0.3~0.7重量份的硬脂酸、0.8~1.2重量份的流動劑WB212、3~7重量份的C9石油樹脂、11~19重量份的吸酸劑、1.4~2.2重量份的防老劑、I~3重量份的內脫模劑WS180放入密煉機，在50~60°C的溫度下進行混煉，混煉時間為30~40秒，然後將50~60重量份的炭黑、20~30重量份的補強劑GC666、10~20重量份的增塑劑TOTM放入所述的密煉機，在70~75°C的溫度下進行混煉，混煉時間為4~5分鐘，最後將混煉膠料排出，排料後過濾； 3)冷卻:將密煉後的膠料在空氣中自然冷卻至常溫，並停放4~8小時； 4)開煉:將冷卻後的混煉膠投入開煉機進行開煉，然後將4~6重量份的硫化劑BIPB、5~7重量份的交聯助劑Activator-70P加入混煉膠中，在開煉過程中保持冷卻水在70°C以下，膠料溫度在90°C以下，即可得成品。
6.根據權利要求5所述動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料的製備方法，其特徵在於:所述步驟2)中，排料後用孔徑為250 μ m的過濾網進行過濾。
7.根據權利要求5所述動力轉向管用氯磺化聚乙烯膠料的製備方法，其特徵在於:所述步驟4)中，在開煉時依次經:左右割刀各3次、三角包3次、薄通2次、三角包2次，然後開片、包裝入庫，完成膠料製備。
【文檔編號】C08K3/36GK103819827SQ201410086618
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】魏新寶, 張利芳, 沈松泉 申請人:浙江久運車輛部件有限公司