一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201710169830.0 | 申请日 | 2017-03-21 | 公开(公告)号 | CN106928511A | 公开(公告)日 | 2017-07-07 |
| 申请人 | 柳州日高汽车减振技术有限责任公司; | 发明人 | 郑羽健; 林杰; 黄志宽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 橡胶 材料领域，尤其涉及一种 汽车 滤清器用进气 波纹管 橡胶制备原料；包括重量份数的主料100份、N660 炭黑 55‑75份、硫化体系1.9‑5.1份、促粘补强体系5.5‑17份、增塑增活剂1‑3份、加强剂4‑6份、防老剂3‑9份、重质 碳 酸 钙 10‑30、二辛脂15‑25、抗 氧 剂1010 3‑8份；其中所述主料包括丁晴橡胶60‑80份、丁晴PVC 合金 橡胶20‑40份；本发明采用特殊的防热氧老化体系，克服丁晴橡胶及橡塑合金制品耐热老化性差得缺点，本发明的实施可以满足技术要求1）胶料具有优异的耐热氧老化性能；2）胶料具有优异的耐臭氧老化性能；3）橡胶具有优异的耐燃油C和耐3号油溶胀性能，保证充满高温废气与油类物质的环境中正常，持久的工作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料，其特征在于：包括重量份数的主料100份、N660炭黑55-75份、硫化体系1.9-5.1份、促粘补强体系5.5-17份、增塑增活剂1-3份、加强剂4-6份、防老剂3-9份、重质碳酸钙10-30、二辛脂15-25、抗氧剂1010 3-8份；其中所述主料包括丁晴橡胶60-80份、丁晴PVC合金橡胶20-40份。 |
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| 说明书全文 | 一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于橡胶材料领域，尤其涉及一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料及其制备方法。 背景技术[0002] 汽车空气滤清器主要负责清除空气中的微粒杂质的装置，活塞式机械(内燃机，往复压缩机)工作时，如果吸入空气中含有灰尘等杂质就将加剧零件的磨损，所以必须装油空气滤清器，可以说空气滤清器是发动机的守护神。 [0003] 目前汽车空气滤清器的进气波纹管大多数仍然是使用三元乙丙橡胶进行制备，例如专利申请号CN201510208963.5、申请名称《一种三元乙丙橡胶波纹管材料及其制备方法》的发明专利中公开了一种三元乙丙橡胶波纹管材料，其原料按重量份包括：EPDM，19-28份；炭黑，6-12份；轻钙，7-15份；氧化锌，1-2份；硬脂酸，0.2-0.6份；防老剂，0.1-0.3份；硫磺， 0.1-0.2份；促进剂，0.3-0.4份；古马隆树脂，0.5-1份；操作油，6-12份。 [0004] 该胶种力学性能优良，耐天候性能好，但是空气滤气器是在充满高温废气与油类物质的环境中工作的，通常产品会由于长期处于高温油类的浸泡下，物理性能变化大，形状难以维持，体积变化率大，而导致产品使用寿命大大缩短。 [0005] 为此，有必要研发一种新型的橡胶体系，从而延长产品的使用寿命。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料，旨在解决现有汽车滤清器用进气波纹管橡胶容易老化的问题。 [0007] 本发明是这样实现的，一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料，包括重量份数的主料100份、N660炭黑55-75份、硫化体系1.9-5.1份、促粘补强体系5.5-17份、增塑增活剂1-3份、加强剂4-6份、防老剂3-9份、重质碳酸钙10-30、二辛脂15-25、抗氧剂1010 3-8份；其中所述主料包括丁晴橡胶60-80份、丁晴PVC合金橡胶20-40份。 [0008] 优选的，丁腈橡胶采用兰化N3305丁晴橡胶，丁晴PVC合金橡胶选用衡水赛可德NVR028丁晴PVC合金橡胶。炭黑选择卡博特品牌的；丁晴橡胶对烷烃油(汽车常用的汽油、机油、柴油)具有极佳的耐受性，丁晴PVC合计橡胶属于橡塑合金材料，其既与丁晴橡胶相容性良好，有着相似的耐油性，而且其能够赋予橡胶良好的扯断伸长率和流动性。抗氧剂1010有利于橡胶受热氧老化后，拉伸强度、扯断伸长率的保持率，一般使用量为3-8份。 [0009] 本发明的进一步技术方案是：所述促粘补强体系包括0.5-2份的Si-69以及5-15份的气相法白炭黑。加入气相法白炭黑能够提高橡胶抗张强度，扯断伸长率，弹性，撕裂强度及耐热性能，其表面含有硅醇基Si-OH，呈酸性会延迟硫化速度，配合Si-69(硅烷偶联剂)对其表面进行改性处理，可以克服其弊端，改善其补强性能。一般在橡胶中加入5-15份白炭黑替代部分炭黑。白炭黑对橡胶具有补强作用，赋予橡胶优良的抗撕裂及耐热抗老化性能，但是由于白炭黑难分散，并且有延迟硫化的作用，在橡胶中添加份数不宜超过20份。 [0010] 本发明的进一步技术方案是：所述硫化体系包括硫黄0.5-1.5份；硫化剂DTDM 0.5-1.5份；促进剂CZ 0.6-1.5份；促进剂TT 0.3-0.6份。其中促进剂用量为硫黄用量的1- 1.25倍时，搭配硫化剂DTDM的使用，在硫化中形成单、双硫键，赋予橡胶优良的耐热老化性能。 [0011] 本发明的进一步技术方案是：所述防老剂包括防老剂RD 1-3份；防老剂4010NA 1-3份；防老剂AW 1-3份。其中防老剂RD对热和氧引起的老化防护效果极佳，防老剂4010NA对橡胶屈挠、疲劳和天然老化有显著防老性能，两者用量达到3-4份时获得最佳防护效果。防老剂AW可以防止橡胶制品由臭氧引起的龟裂，特别适用于动态条件下使用的橡胶制品。 [0012] 本发明的进一步技术方案是：所述加强剂为氧化锌。其中所用氧化锌为活性氧化锌(直接法)，其有效含量≥99.8％，在橡胶配方中能够明显提高胶料的定伸强度，提高胶料的交联密度，提高胶料耐热空气老化性，降低产品动态生热。 [0014] 本发明的进一步技术方案是：还包括抗裂剂，所述抗裂剂为微晶蜡。微晶蜡在加入橡胶后，会迁移至橡胶表面，起到一层防护膜的作用，抵御臭氧引起的龟裂，微晶蜡和防老剂AW用量达到3-4份时，达到最佳防护效果。 [0015] 本发明的另一目的在于提供一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料的制备方法。 [0016] 该方法包括以下步骤： [0017] 步骤A：；炼胶步骤，所述炼胶步骤系将质量份数的丁晴橡胶60-80；丁晴PVC合金橡胶20-40份；氧化锌4-6份；硬脂酸1-3份；防老剂RD1-3份；防老剂4010NA 1-3份；抗氧剂1010 3-8份；防老剂AW 1-3份；微晶蜡0.5-2份；Si-69 0.5-2份；白炭黑5-15份；N660炭黑55-75份；重质碳酸钙10-30份；二辛脂15-25份；投入橡胶密炼机中混炼； [0018] 步骤B：静置步骤，所述静置步骤系将步骤A获得的产物在室温下停放8小时以上； [0019] 步骤C：加硫步骤，所述加硫步骤系将步骤B获得的产物与硫化体系放入密炼机中混炼并导胶，其中所述硫化体系包括硫黄0.5-1.5份；硫化剂DTDM 0.5-1.5份；促进剂CZ 0.6-1.5份；促进剂TT 0.3-0.6份。 [0020] 进一步的，所述步骤A包括以下分步骤： [0021] 步骤A1：丁腈橡胶的塑练，所述丁腈橡胶的塑练步骤系将丁腈橡胶投入18寸橡胶开炼机中塑炼，辊筒温度不高于50℃，辊距调至最小，进行薄通10-12次；辊距调至3-4mm，左右割刀各三次，打卷停放4h； [0022] 步骤A2：主料混炼步骤，所述主料混炼步骤系将丁晴PVC合金橡胶与步骤A1塑炼好的丁腈橡胶一起投入至110L橡胶密炼机中混炼，混炼温度100-120℃，混炼时间3-4分钟； [0023] 步骤A3：强化剂混炼步骤，所述强化剂混炼步骤系将氧化锌、硬脂酸、三种防老剂、微晶蜡、Si-69加入步骤A2的密炼机中，混炼时间1.5-3分钟，混炼温度80-110℃； [0024] 步骤A4：炭黑混炼步骤，所述炭黑混炼步骤系将将白炭黑、炭黑N660和二辛脂加入到步骤A3的密炼机中，混炼时间4-6分钟，混炼温度100-120℃； [0025] 步骤A5：胶料处理步骤，所述胶料处理步骤系将步骤A4中获得的产品转移至22寸开炼机上，温度不高于50℃，辊距调至最小，进行机器自动翻胶操作，翻胶时间为4-5分钟，然后辊距调至6-8mm，左右割刀各三次出片。 [0026] 进一步的，所述步骤C包括以下分步骤： [0027] 步骤C1：硫化混炼步骤，所述硫化混炼步骤系将硫磺、硫化剂DTDM、促进剂CZ、促进剂TT和步骤B获得的产品加入到110L密炼机中，混炼温度80-100℃，混炼时间40-60秒； [0028] 步骤C2：导胶步骤，所述导胶步骤系将步骤C1获得的产品转至开炼机上，辊筒温度小于50℃，辊距调至最小，进行机器自动导胶操作，导胶时间为4-5分钟，然后辊距调至6-8mm，左右割刀各三次出片。 [0029] 本方案中提到的各个材料的具体成份总结如下：炭黑N220、N330、N550、N660均为橡胶炭黑的型号，划分的依据主要是以配合胶料的硫化速度和粒径为主来划分的，也包括结构程度在内。国际命名方法是四个字符，第一个字符是N或S，N表示正常的硫化速度，S表示非正常硫化速度。N100系列粒径是11—19，N200系列粒径是20—25，N300系列粒径是26—30，N600系列粒径是49—60等。结构高或结构低，最末尾两位数不同，如:N330属于正常硫化速度的高耐磨炭黑，N375则属于正常硫化速度的高结构高耐磨炭黑。炭黑主要用于橡胶工业，如轮胎、车胎、胶鞋、电缆、密封圈、胶带、三角带等各类橡胶制品，它在橡胶制品中起补强及填充作用。其次可用于其它相关行业，如塑料工业，它在塑料工业制品中作色剂、紫外光屏蔽剂等，其中，N220适用于各种橡胶，耐磨性比N330高10％-20％，能赋予胶粒胶高的拉伸强度和抗撕裂强度，并有一定的导电性。主要用于载重胎、乘用胎的胎面胶，及需要高强度、高耐磨的橡胶制品。N330是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。主要用于轮胎胎面、帘布胶、胎侧及各种橡胶工业制品。N550适用于天然橡胶和各种合成橡胶，易分散，能赋予胶料较高的挺性，压出速度快，口型膨胀小，压出表面光滑。硫化胶的高温性能及导热性能良好，补强性能、弹性和复原性亦较佳。主要用于轮胎帘布胶、胎侧、内胎及压出、压延制品胶料中。N660本品适用于各种橡胶，与半补强碳黑相比，具有较高的结构，粒子较细，在胶料中易分散，硫化胶的拉伸强度、抗撕裂强度和定伸应力较高，而变形小，生热低，弹性和耐屈扰性能良好。主要用于胎轮帘胶布、内胎、自行车、胶管、胶带、电缆、鞋类及压延制品、模型制品等。 [0030] 防老剂RD为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；防老剂AW为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉；防老剂4010NA为N-异丙基-N’-苯基对苯二胺；抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；硅烷偶联剂Si-69化学名为双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物；硫化剂DTDM为4，4`-二硫化二吗啉；促进剂CZ为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺；促进剂TT为四甲基硫代过氧化二碳酸二酰；促进剂DM为2、2'-二硫代二苯并噻唑；硫化剂BZ为二硫代氨基甲酸盐；促进剂M为2-巯醇基苯并噻唑。 [0031] 本发明的有益效果是：本发明的实施可以满足技术要求1)胶料具有优异的耐热氧老化性能；2)胶料具有优异的耐臭氧老化性能；3)橡胶具有优异的耐燃油C和耐3号油溶胀性能。保证充满高温废气与油类物质的环境中正常，持久的工作。 具体实施方式[0032] 本发明提供了一种汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料，该原料包含按照质量份数计量的如下组分：兰化N3305丁晴橡胶60-80份；衡水赛可德NVR028丁晴PVC合金橡胶20-40份；氧化锌4-6份；硬脂酸1-3份；防老剂RD 1-3份；防老剂4010NA1-3份；抗氧剂10103- 8份；防老剂AW 1-3份；微晶蜡0.5-2份；Si-69 0.5-2份；白炭黑5-15份；卡博特N660炭黑55- 75份；重质碳酸钙10-30份；二辛脂15-25份；硫黄0.5-1.5份；硫化剂DTDM 0.5-1.5份；促进剂CZ 0.6-1.5份；促进剂TT 0.3-0.6份。 [0033] 本发明采用兰化N3305丁晴橡胶60-80份，衡水赛可德NVR028丁晴PVC合金橡胶20-40份做为橡胶的生胶主体材料，丁晴橡胶对烷烃油(汽车常用的汽油、机油、柴油)具有极佳的耐受性，丁晴PVC合计橡胶属于橡塑合金材料，其既与丁晴橡胶相容性良好，有着相似的耐油性，而且其能够赋予橡胶良好的扯断伸长率和流动性。 [0034] 本发明采用的活性剂为氧化锌和硬脂酸，其中所用氧化锌为活性氧化锌(直接法)，其有效含量≥99.8％，在橡胶配方中能够明显提高胶料的定伸强度，提高胶料的交联密度，提高胶料耐热空气老化性，降低产品动态生热。硬脂酸是橡胶的活性剂及增塑剂，加入橡胶中起到辅助交联，提高加工性的作用。活性氧化锌和硬脂酸用量达到5-7份时，对配方活化作用达到最佳。 [0035] 本发明采用防老剂RD 1-3份；防老剂4010NA 1-3份；防老剂AW1-3份；微晶蜡0.5-2份；其中防老剂RD对热和氧引起的老化防护效果极佳，防老剂4010NA对天然老化有显著防老技能，两者用量达到3-4份时获得最佳防护效果。抗氧剂1010有利于橡胶受热氧老化后，拉伸强度、扯断伸长率的保持率，一般使用量为3-8份。防老剂AW可以防止橡胶制品由臭氧引起的龟裂，微晶蜡在加入橡胶后，会迁移至橡胶表面，起到一层防护膜的作用，抵御臭氧引起的龟裂，微晶蜡和防老剂AW用量达到3-4份时，达到最佳防护效果。 [0036] 本发明采用的填料白炭黑5-15份，白炭黑对橡胶具有补强作用，赋予橡胶优良的抗撕裂及耐热抗老化性能，但是由于白炭黑难分散，并且有延迟硫化的作用，在橡胶中添加份数不宜超过20份。 [0037] 本发明采用硫黄0.5-1.5；硫化剂DTDM 0.5-1.5促进剂CZ0.6-1.5；促进剂TT 0.3-0.6。其中促进剂用量为硫黄用量的1-1.25倍时，搭配硫化剂DTDM的使用，在硫化中形成单、双硫键，赋予橡胶优良的耐热老化性能。 [0038] 接下来介绍本发明的具体混炼步骤，本方案的汽车滤清器用进气波纹管橡胶制备原料由以下制备步骤组成： [0039] 1)炼胶： [0040] 第一步：将丁晴橡胶投入18寸橡胶开炼机中塑炼，辊筒温度不高于50℃，辊距调至最小，进行薄通10-12次。辊距调至3-4mm，左右割刀各三次，打卷停放4h； [0041] 第二步：将丁晴PVC合金橡胶与第一步塑炼好的丁晴橡胶一起投入至110L橡胶密炼机中混炼，混炼温度100-120℃，混炼时间3-4分钟； [0042] 第三步：将氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡、Si-69加入到第二步的密炼机中，混炼时间1.5-3分钟，混炼温度80-110℃； [0043] 第四步：将白炭黑、炭黑N660和二辛脂加入到第三步的密炼机中，混炼时间4-6分钟，混炼温度100-120℃； [0044] 第五步：把第四步混炼好的胶料转移至22寸开炼机上，温度不高于50℃，辊距调至最小，进行机器自动导胶操作，导胶时间为4-5分钟，然后辊距调至6-8mm，左右割刀各三次出片； [0045] 2)停放：把步骤1)混炼好的胶料在室温下停放至少8小时； [0046] 3)加硫：将硫黄、硫化剂、促进剂和已停放好的混炼胶加入到110L密炼机中，混炼温度80-100℃，混炼时间40-60秒，然后转至开炼机上，辊筒温度小于50℃，辊距调至最小，进行机器自动导胶操作，导胶时间为4-5分钟，然后辊距调至6-8mm，左右割刀各三次出片。 [0047] 接下来通过具体实施例对本方案做进一步解释。具体实施例1-3的各质量组分使用量集中在表1中。 [0048] 表1： [0049]序号 组份 实例1/份 实例2/份 实例3/份 1 丁晴橡胶3305 60 70 80 2 丁晴PVC合金 40 30 20 3 氧化锌(直接法) 5 5 6 4 硬脂酸 1 2 1 5 防老剂RD 1.5 1.5 2 6 防老剂4010NA 2.5 2.5 2 7 防老剂AW 1 1.5 1.5 8 微晶蜡 2 2 2 9 Si-69 2 1 2 10 白炭黑 10 5 10 11 N660炭黑 65 60 65 12 重质碳酸钙 20 20 10 13 二辛脂 20 15 18 14 硫黄 1.0 1.2 1.5 15 促进剂CZ 1.2 1.2 1.2 16 促进剂TT 0.4 0.4 0.4 17 硫化剂DTDM 1 0.8 0.8 [0050] 实施例1-3中获得的胶料的性能如表2所示。 [0051] 表2 [0052] [0053] [0054] 从表2的结果来看，采用上述实例方案配置原料，橡胶材料耐热氧老化性、耐臭氧老化性、耐液体性(燃油C、3号油)得到显著提高。 [0055] 本发明提出的汽车滤清器用进气波纹管橡胶配方通过以上进行了详细的描述，本发明的实施可以满足技术要求1)胶料具有优异的耐热氧老化性能；2)胶料具有优异的耐臭氧老化性能；3)橡胶具有优异的耐燃油C和耐3号油溶胀性能。保证充满高温废气与油类物质的环境中正常，持久的工作。 |
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