技术领域
[0001] 本
发明涉及汽车发动机密封件的技术领域，尤其涉及一种低硬度、低压变、耐长期高温老化、耐低温、耐长期冷却剂老化、耐臭
氧好的汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料及其制作方法。
背景技术
[0002] 汽车发动机是整个汽车的“心脏”，发动机性能的好坏直接影响到汽车产品的
质量。目前汽车上普遍使用的发动机是
汽油发动机，虽然
汽油发动机已进行了大量改进，但是在将
化学能转换成机械能的过程中，汽油发动机的效率仍然不高。汽油中的大部分
能量(约70％) 被转换成热量，而散发这些热量则是汽车冷却系统的主要任务。
[0003] 2、冷却系统的另一重要作用是使发动机尽快升温，并使其保持恒温。
燃料在汽车发动机内持续燃烧。燃烧过程中产生的热量大部分从排气系统中排出，但仍有部分热量滞留在发动机中，从而使其升温。当
冷却液的
温度约为93℃时，发动机达到最佳运行状态。现代汽车普遍采用的是液冷技术，液冷汽车的冷却系统通过发动机中的管道和通路进行液体的循环。当液体流经高温发动机时会吸收热量，从而降低发动机的温度。液体流过发动机后，转而流向
热交换器(或
散热器)，液体中的热量通
过热交换器散发到空气中。因此车辆冷却系统中设置了大量的管路，通过
泵将液体输送至发动机缸体后，液体便开始在
气缸周围的发动机通道里流动,形成一个独立的循环过程来冷却内置于
散热器的
变速器油液,而变速器油液由变速器通过散热器内另一个热交换器抽吸得到，因此汽车可以在远低于零摄氏度到远高于38℃的宽泛温度范围内工作。
[0004] 3、不管使用何种液体对发动机进行降温，其必须具有非常低的
凝固点、很高的沸点以及能吸收大量热量。
水是吸收热量的最有效的液体之一，但水的凝固点太高，不适用于汽车发动机，因此大多数汽车使用的液体是水和乙二烯乙二醇的
混合液(C2H6O2)，也称为防冻液。通过将乙二烯乙二醇添加到水中，可以显著提高沸点、降低凝固点。车辆冷却体统
密封性能的好坏对车辆冷却性能和发挥有着直接的影响。
[0005] 4、随着我国人民生活水平的不断提高，消费对汽车的性能的要求也不断提高，促使现代汽车企业对发动机的动
力系统的不断改进和提高，主要体现在车辆可以长期保持高速运转，这也就要求车辆的燃油系统可以长期高效的工作，由此带来车辆冷却系统的密封环境更加的恶劣，进而对该系统的密封件提出了耐长期高温老化和冷却液老化的要求。由于传统的
橡胶材料已不能满足这些要求，因此，开发一种适用于汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料是必要的。
[0006] EPDM橡胶由于它特有的耐高低温，耐老化，耐化学介质型，在车辆冷却系统中已开始普遍使用，但是，由于其分子结构中第三
单体的存在，使得该材料在长期的高温和冷却液腐蚀的条件下，其力学性能难以得到很好的保持，这些也成为目前困扰该行业技术人员的一个难题。
[0007] 为此，本发明的设计者有鉴于上述
缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料及其制作方法，以克服上述缺陷。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料及其制作方法，实现了性能平衡，满足了耐高温腐蚀密封件材料的各项要求，带来很好的经济效益，同时也有助于汽车发动机动力系统的不断改进和提升。
[0009] 为解决上述问题，本发明公开了一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料，其特征在于其组成包括(以质量分数计)：
[0010] 基体橡胶100份，补强填充材料40～90份，
增塑剂5～35份，防老剂2～5份，功能及加工助剂2～5份，活性剂5.5～12份，硫化助剂和助交联剂共8～15份。
[0011] 其中：所述基体橡胶是三元乙丙橡胶，所述三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯
烃的三元共聚物。
[0012] 其中：所述补强填充材料
炭黑N330、炭黑N550、炭黑N774、炭黑N990、
硅酸盐类补强材料的两种或多种。
[0014] 其中：所述防老剂为445、MBZ和MMBI的一种或多种。
[0015] 其中：所述功能及加工助剂为
偶联剂、高分子量
脂肪酸脂、芳香烃
树脂和
微晶蜡的一种或多种。
[0016] 其中：所述活性剂为氧化锌和
硬脂酸，具体为氧化锌5～10份，硬脂酸0.5～2份。
[0017] 其中：所述硫化助剂为过氧化二异丙苯。
[0018] 其中：所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基
丙烯酸酯、间亚苯基双
马来酰亚胺及硫磺的一种或多种。
[0019] 还公开了一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料的制作方法，其特征在于通过如下步骤制备而成：
[0020] 步骤一：混炼，首先将基体橡胶投入密炼剂中，炼制5-8min，然后投入活性剂、防老剂、功能及加工助剂，密炼1-2min，随后加入 2/3补强填充材料混炼4-7min，最后加入剩余的1/3补强填充材料和增塑剂，混炼3-5min，排胶控制在100-120℃，通升栓排胶，然后将混炼好的A段胶出片冷却，停放8～12h，保证了后续硫化胶的收缩
稳定性，又能让配合剂和橡胶大分子之间充分浸润融合，进一步提升了橡胶的强度等物理机械性能；
[0021] 步骤二：二段热炼，取炼制好A段料，在开炼机上进行热炼，滚筒
温度控制在40～50度，使得胶料具备一定的加工温度，通过调整辊距0.8～1.5mm，使得胶料获得较好包辊性，便于吃粉；
[0022] 步骤三：二段加料，依次加入对应质量分数的硫化助剂和助交联剂，吃粉完成后，进行左右翻炼3～5次，使得粉料得到较好的预分散，打包3～5次，使得粉料进一步分散均匀，小辊距薄通4～6次后，使得粉料得到充分的分散融合，出片冷却停放，既保证了粉料的充分浸润融合，同时又避免了温度过高引发焦烧的
风险，B段胶完成，即获得材料。
[0023] 通过上述内容可知，本发明的汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料及其制作方法具有如下效果：
[0024] 1、解决了传统橡胶材料存在的耐长期高温老化和冷却液老化力学性能保持率低的问题，同时也兼备了低压变，耐臭氧好，耐低温性能优异以及较好的加工性。
[0025] 2、实现了性能平衡，满足了汽车发动机冷却系统用耐高温腐蚀密封件材料的各项要求，带来很好的经济效益，汽车发动机动力系统的不断改进和提升。
[0026] 本发明的详细内容可通过后述的说明而得到。
具体实施方式
[0027] 本发明涉及一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料及其制作方法。
[0028] 所述汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料的组成包括(以质量分数计)：基体橡胶100份，补强填充材料40～90份，增塑剂5～35 份，防老剂2～5份，功能及加工助剂2～5份，活性剂5.5～12份，硫化助剂和助交联剂共8～15份。
[0029] 其中，本发明采用的基体橡胶是三元乙丙橡胶(EPDM)，所述三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，该EPDM 最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸
碱、耐水
蒸汽、
颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。使用的温度范围是-55℃～150℃，三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30％的条件下，可达150h以上不龟裂。
[0030] 其中，本发明所使用的补强填充材料优选为炭黑N330、炭黑 N550、炭黑N774、炭黑N990、
硅酸盐类补强材料的两种或多种，通过一定量补强材料的使用，同时优化多种不同类别补强材料的配比，可以使得所得橡胶材料获得较低的硬度和较好的强度等力学性能，而且还能使得该材料获得较低的压变，并兼顾好的耐长期高温和冷却剂老化性。
[0031] 其中，本发明使用的增塑剂优选为高闪点的
石蜡油，该系列的增塑剂耐高温优秀，挥发性低，合理的配比是的橡胶材料获得合适的硬度等级，对材料的力学性能影响不大，同时也改善了材料的加工性，可以满足不同成型工艺的要求。
[0032] 其中，本发明使用的防老剂优选为445、MBZ和MMBI的一种或多种，通过优化防老剂的配比，使得所得橡胶材料获得优秀的耐高温老化性能。
[0033] 其中，本发明使用的功能及加工助剂优选为偶联剂、高分子量脂肪酸脂、芳香烃树脂和微晶蜡的一种或多种，使得所得橡胶材料在高填充的条件，对补强填充材料界面进行了很好的处理，让其可以获得很好的分散，在保持材料良好物性的同时，也改善了材料的加工性。
[0034] 其中，本发明使用的活性剂优选为氧化锌和硬脂酸，具体为氧化锌5～10份，硬脂酸0.5～2份，硫化助剂优选为过氧化二异丙苯，助交联剂优选为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、间亚苯基双马来酰亚胺及硫磺的一种或多种，通过合理的搭配，优化其之间的配比，即可以获得综合物性优异的橡胶材料。
[0035] 其中，本发明还涉及一种汽车发动机冷却系统耐高温腐蚀密封件材料的制作方法，其通过如下步骤制备而成：
[0036] 步骤一：混炼，首先将基体橡胶投入密炼剂中，炼制5-8min，使得胶料获得一定的加工温度和可塑度，便于后续的的混炼吃粉操作，然后投入活性剂(氧化锌和硬脂酸)、防老剂、功能及加工助剂等小料，密炼1-2min，使得该部分难于分散的小料得到较好的预分散，随后加入2/3补强填充材料混炼4-7min，使得该部分补强填充材料的大料与前面预分散的小料混合均匀，最后加入剩余的1/3补强填充材料和增塑剂，混炼3-5min，伴有少量增塑剂的补强填充剂的加入，可以有效抑制密炼室温度的升高速度，同时还可以降低整个混炼胶体系的
门尼，不但有效缩短了混炼的时间，而且还促进了补强填充材料的分散，排胶控制在100-120℃，通升栓排胶，通过排胶温度的控制，既保证了胶料获得足够的混炼时间，同时又避免了胶料过炼带来的性能损失的风险，然后将混炼好的A段胶出片冷却，停放8～12h，通过停放时间的控制，既释放了胶料在
机械加工过程中产生的内
应力，保证了后续硫化胶的收缩稳定性，又能让配合剂和橡胶大分子之间充分浸润融合，进一步提升了橡胶的强度等物理机械性能。
[0037] 步骤二：二段热炼，取炼制好A段料，在开炼机上进行热炼，滚筒温度控制在40～50度，使得胶料具备一定的加工温度，通过调整辊距0.8～1.5mm，使得胶料获得较好包辊性，便于吃粉。
[0038] 步骤三：二段加料，依次加入对应质量分数的硫化助剂和助交联剂，吃粉完成后，进行左右翻炼3～5次，使得粉料得到较好的预分散，打包3～5次，使得粉料进一步分散均匀，小辊距薄通4～6次后，使得粉料得到充分的分散融合，出片冷却停放，既保证了粉料的充分浸润融合，同时又避免了温度过高引发焦烧的风险，B段胶完成，即获得橡胶材料。
[0039] 下面将根据本发明的耐新型冷媒密封件橡胶材料的多个
实施例进行比对：
[0040] 实例1：
[0041] 三元乙丙橡胶(A)100份、复
合金属氧化物活性剂8份、硬脂酸0.5份、防老剂3份、功能及加工助剂5份、炭黑及补强性
无机填料60份、石蜡油23份、硫化助剂及助交联剂剂10.5份。
[0042] 实例2：
[0043] 三元乙丙橡胶(A)100份、复合金属氧化物活性剂6份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、功能及加工助剂6份、炭黑及补强性无机填料65份、石蜡油28份、硫化及助剂11.5份。
[0044] 实例3：
[0045] 三元乙丙橡胶(B)100份、复合金属氧化物活性剂8份、硬脂酸0.5份、防老剂3份、功能及加工助剂5份、炭黑及补强性无机填料60份、石蜡油23份、硫化助剂及助交联剂剂11.5份。
[0046] 实例4：
[0047] 三元乙丙橡胶(B)100份、复合金属氧化物活性剂6份、硬脂酸1份、防老剂2.5份、功能及加工助剂6份、炭黑及补强性无机填料65份、石蜡油28份、硫化及助剂11.5份。
[0048] 将上述四个实例中的材料通过本发明的三个步骤进行制作完成后，进行具体的测试分析，结果见表1：
[0049]
[0050] 表1
[0051] 由此，通过上述四个实例可知：
[0052] 实例1：该材料的特点：在工艺性能方面，具备一定的焦烧安全性，硫化速度快，生产效率高；在物理机械性能方面，具有较好的撕裂强度，老化性能优异的特点，其他物性指标也均满足相应标准的要求，详见表1。
[0053] 实例2：该材料的特点：在工艺性能方面，具备一定的焦烧安全性，硫化速度快，生产效率高；在物理机械性能方面，具有高撕裂强度，老化性能优异的特点，其他物性指标也均满足相应标准的要求，详见表1。
[0054] 实例3：该材料的特点：在工艺性能方面，具备非常好的焦烧安全性；在物理机械性能方面，具有高伸长率，高拉伸强度，老化性能较好的特点，其他物性指标也均满足相应标准的要求，详见表1。
[0055] 实例4：该材料的特点：在工艺性能方面，具备较好的焦烧安全性；在物理机械性能方面，具有较高的拉伸强度和伸长率，老化性能较好的特点，其他物性指标也均满足相应标准的要求，详见表1。
[0056] 显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过，但本发明不限制在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的
说明书和所附的
权利要求的任何实施例。
