一種車用耐高溫密封膠墊制造技術

本發明專利技術涉及了一種車用耐高溫密封膠墊，由100質量份的三元乙丙橡膠、2-4質量份的硫化劑、20-50質量份的補強劑、0-10份的防老劑和10-20份的其它制劑組成。本發明專利技術的車用耐高溫密封膠墊，具有優異的耐熱、耐水蒸氣和壓縮永久變形，可滿足汽車水箱、暖風機等部件的使用要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及橡膠制備領域，具體涉及了一種車用耐高溫密封膠墊。
技術介紹
三元乙丙橡膠(EPDM)是以乙烯和丙烯為主要原料，并用少量的非共軛二烯烴在Zeigler-Netta催化劑作用下聚合而成的一種具有低不飽和度的通用合成橡膠。EPDM中雖然引入了二烯類單體，但在側鏈上其不飽和度僅為1% _2%，其主鏈仍與二元乙丙橡膠一樣，為不含雙鍵的完全飽和的非極性直鏈型結構。因此，EPDM具有高度的化學穩定性，良好的耐臭氧、耐天候老化、耐熱老化性能以及優異的電絕緣性能，應用范圍很廣泛。現有的汽車水箱便嘗試采用EPDM作為主要原料，但如何改善EPDM的壓縮永久變形和熱老化性能，仍是業界內亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術提供一種車用耐高溫密封膠墊，以EPDM為主要原料研制的車用耐高溫密封膠墊混煉膠，分別從生膠選擇、硫化體系和各種加工助劑的配合技術等方面著手，改善了EPDM的壓縮永久變形和熱老化性能。為實現上述專利技術目的，本專利技術所采用的技術方案是一種車用耐高溫密封膠墊，由100質量份的三元乙丙橡膠、2-4質量份的硫化劑、20-50質量份的補強劑、0-10份的防老劑和10-20份的其它制劑組成。優選的，所述三元乙丙橡膠中的第三單體是ENB，且其含量在7. 5%以上。優選的，所述乙烯/丙烯比最高為60/40。優選的，所述硫化劑為硫磺和硫化促進劑組成的硫化體系，所述硫化體系為過氧化物體系或復合硫化體系。優選的，所述補強劑為半補強炭黑。 優選的，所述軟化劑為芳烴油、環烷油或石蠟油。本專利技術方法的優勢在于EPDM具有優異的耐熱、耐臭氧、壓縮永久變形性能等一系列優點，經過適當配合可制成中低硬度的EPDM硫化膠，該硫化膠可長期在150°C下使用，滿足汽車水箱等部件的使用要求。具體實施例方式實施例II、原材料選擇1)EPDM生膠的選擇EPDM第三單體的品種及數量不同，導致其側鏈上不飽和基團數量也不盡相同，并且乙丙橡膠中由于乙烯的比例不同以及是否充油等因素，都將影響最終產品的力學性能，、尤其是耐熱老化性能。要通過縮短硫化時間來實現所期望的生產效率，生膠必須是快速硫化型的。這樣首先要求生膠是高度不飽和的，也就意味著EPDM中的第三單體一定是ENB，且其含量可能要在7. 5%以上。這是由于不飽和的ENB與硫黃和促進劑相結合的活性要高于雙環戊二烯(DCPD)或1，4己二烯，可在較短的時間內建立高度的交聯，從而很快達到壓縮永久變形等物理性能要求。其次是乙烯/丙烯比。如果沒有低溫要求的話，即使高達75/25的乙烯/丙烯比都可采用。若對低溫性能有要求，如對于汽車密封膠墊，乙烯/丙烯比常常最高為60/40。然而，乙烯含量低也帶來一系列問題，包括生膠強度的降低、膠料成本的增加(因為填充能力降低)以及拉伸強度和耐磨性等物理性能的損失、混煉周期也相應的延長。為此，這些問題只有通過提高相對分子質量(5. 0*105-7. 5*105)來解決。要考慮的第三個生膠性能是相對分子質量分布(mwd)，看其分布是窄、是寬、還是適中。窄相對分子質量分布可使生膠在一定的不飽和度下達到較高的硫化效率，并能改善其壓縮永久變形性能，但窄相對分子質量分布的生膠，強度不是很好；寬分布生膠流動性好，但具有硫化速率較慢和最終硫化程度較低的傾向，為了達到所需的物理性能，寬分布生膠還需要進行更多的膠料配方改進；中等相對分子質量分布的生膠綜合了寬分布和窄分布生膠兩者的性能優勢，提供了均衡的特性，并且更傾向于沿著所需物理性能的方向對分子分布進行調整。因此，要想得到性能優異的汽車密封膠墊，就應綜合考慮EPDM生膠的ENB含量、乙烯/丙烯比、相對分子質量和相對分子質量分布等所有因素。 2)硫化體系對于EPDM而言，則既可選擇硫磺-促進劑硫化體系，也可選擇有機過氧化物硫化體系。采用傳統的硫磺硫化體系，硫化膠中形成多硫鍵，這些鍵鍵能較低，容易斷裂，耐熱性較差；但硫黃硫化可獲得較大的伸長率、較高的撕裂強度和較大的硬度，且可提高厚橡膠制品的加工安全性。如果選擇有機過氧化物(如DCP等)，由于過氧化物硫化體系形成的網絡結構中，C-C交聯鍵的鍵能高于硫黃硫化體系所形成的多硫鍵的鍵能，因此耐熱老化性和壓縮永久變形較好；但其伸長率較小，且由于EPDM主鏈上沒有不飽和鍵，用過氧化物硫化，硫化速度慢，交聯效率低，為了提高過氧化物交聯劑的硫化效果，可適當并用助交聯劑，如異氰尿酸三烯丙酯(TAIC)或氰尿酸三烯丙酯(TAC)等。相比之下，復合硫化體系的膠料綜合物理性能較好，其原因可能是采用復合硫化體系的膠料中不僅有碳-碳交聯鍵，還存在硫鍵，在受到拉伸時，鍵能較大的碳-碳交聯鍵首先承受應力，并在低伸長狀態下斷裂，此時由于硫鍵的應力疏導和互換重排特性，使應力均勻分散，從而維持膠料高伸長狀態，膠料具有良好的拉伸性能。綜上所述，在耐熱型乙丙膠料配方中，硫化體系宜選擇過氧化物體系或者復合硫化體系。3)補強劑EPDM屬非自補強型橡膠，生膠強度低，必須加入補強劑才能滿足使用要求。補強劑在EPDM中的補強效果主要取決于補強填充劑的粒子大小、比表面積、結構、化學性質等。炭黑作為橡膠最為有效的補強劑，其性質直接影響硫化橡膠的物理機械性能。與高耐磨炭黑、槽法炭黑等主要炭黑品種相比，半補強炭黑(如N990、N754等)在低壓縮永久變形EPDM制品中的應用更為廣泛。4)軟化劑 乙丙橡膠中，使用軟化劑可改善膠料的加工性能，控制硬度。常用軟化劑有芳烴油、環烷油和石蠟油，一般用量控制在15份以下。軟化劑品種的選擇，需和硫化體系聯系起來統籌考慮。當耐熱性要求高時，應選用石蠟油。采用過氧化物硫化體系硫化時，最好選用石蠟油，或者選用帶支鏈的多烷基苯油，后者更可以獲得較高的交聯密度。交聯密度硫化膠的使用性能與橡膠在硫化過程中形成的網絡結構密切相關。采用平衡溶脹法可以測定與硫化膠網絡結構相關的VT。橡膠分子間的化學交聯、物理纏結以及填料表面吸附橡膠分子或填料與橡膠形成化學結合等均會限制硫化膠的溶脹，因此測得的VT實際上是包含了上述各因素綜合作用的表觀交聯密度。如果除促進劑外，其它組分的用量均相同，因此通過對比VT，可以獲知促進劑品種和用量對硫化膠化學交聯密度的影響。壓縮永久變形壓縮永久變形可以分為低溫壓縮永久變形和高溫壓縮永久變形。低溫壓縮永久變形產生的主要原因是分子間的物理位移，例如結晶，乙烯含量高的膠料在低溫下受力的反向上，乙烯鏈節容易產生結晶，導致低溫壓縮永久變形增大。而高溫壓縮永久變形產生的主要原因是化學變化，例如硫鍵的斷裂和重排，其過程較為復雜。壓縮永久變形性能涉及到硫化橡膠的彈性與恢復，是衡量橡膠制品密封性能好壞及使用壽命長短的重要指標之一。壓縮永久變形與膠料配方、成型工藝以及測試條件等因素密切相關。3.配方與性能在上述介紹材料選擇的基礎上，確定汽車水箱用耐熱密封膠墊配方(質量份)EPDM 100 ;硫化劑2-4 ;補強劑20-50 ;軟化劑0-10 ;防老劑2-4 ;其它助劑10-12。該配方制備的密封膠墊符合德國大眾汽車公司所指定的標準(TL-VW52316)，并供有關單位使用，結果表明，性能優異且穩定，工藝性能優良，可滿足汽車水箱用耐熱密封膠墊要求，并可用于車內暖風系統的密封。4.結論EPDM具有優異的耐熱、耐臭氧、壓縮永久變形性能本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種車用耐高溫密封膠墊，其特征在于，由100質量份的三元乙丙橡膠、2-4質量份的硫化劑、20-50質量份的補強劑、0-10份的防老劑和10-20份的其它制劑組成。2.根據權利要求I所述的車用耐高溫密封膠墊，其特征在于，所述三元乙丙橡膠中的第三單體是ENB，且其含量在7. 5%以上。3.根據權利要求I所述的車用耐高溫密封膠墊，其特征在于，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王田，
申請(專利權)人：無錫樸業橡塑有限公司，
類型：發明
國別省市：