CN105367914A - 一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管 - Google Patents

一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，所用三元乙丙橡胶材料的原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯15-25份、乙烯-辛烯嵌段共聚物15-25份、氧化锌0.2-1份、硬脂酸0.3-1.5份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.5-1.5份、过氧化苯甲酰0.2-1份、甲基丙烯酸锌0.05-0.3份、改性纳米二氧化硅15-25份、凹凸棒土5-10份、纳米碳纤维5-10份、尼龙2-5份、防老剂MC？0.5-1.2份、防老剂4020？0.2-1份、氨三乙酸锌2-5份、促进剂0.2-0.9份、增塑剂3-10份、硅烷偶联剂1.5-3份。本发明提出的高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其强度高，耐热和耐老化性好。

Description

一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管
技术领域
本发明涉及三元乙丙橡胶胶管技术领域，尤其涉及一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管。
背景技术
三元乙丙橡胶具有优异的物理化学性能，如耐屈挠性、耐低温性、耐臭氧、耐天候老化性能、耐热性能、耐水蒸汽、电绝缘性和耐化学介质等，用其制作的胶管目前已被应用于汽车空调软管、冷却水管、暖风管、天窗排水管、电缆护套、垫片等领域中。三元乙丙橡胶胶管在实际应用的过程中，会与冷却水、热空气等接触，长时间的使用后，往往会发生老化，使三元乙丙橡胶胶管发生降解或硬化，甚至开裂，从而失去其强度等性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其强度高，耐热性和耐老化性好，使用寿命长。
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯15-25份、乙烯-辛烯嵌段共聚物15-25份、氧化锌0.2-1份、硬脂酸0.3-1.5份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.5-1.5份、过氧化苯甲酰0.2-1份、甲基丙烯酸锌0.05-0.3份、改性纳米二氧化硅15-25份、凹凸棒土5-10份、纳米碳纤维5-10份、尼龙2-5份、防老剂MC0.5-1.2份、防老剂40200.2-1份、氨三乙酸锌2-5份、促进剂0.2-0.9份、增塑剂3-10份、硅烷偶联剂1.5-3份。
优选地，所述三元乙丙橡胶复合材料的原料中，氧化锌、溴化辛基酚醛硫化树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸锌、促进剂的重量比为0.5-0.9：0.7-1.3：0.4-1：0.1-0.3：0.4-0.8。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯18-21份、乙烯-辛烯嵌段共聚物17-20份、氧化锌0.7-0.9份、硬脂酸0.7-1.1份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.9-1.2份、过氧化苯甲酰0.5-0.7份、甲基丙烯酸锌0.15-0.25份、改性纳米二氧化硅20-23份、凹凸棒土7-8.5份、纳米碳纤维7-8份、尼龙3.5-4份、防老剂MC0.8-1.1份、防老剂40200.6-0.8份、氨三乙酸锌3.5-4.2份、促进剂0.6-0.8份、增塑剂5.8-7份、硅烷偶联剂2-2.6份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯20份、乙烯-辛烯嵌段共聚物18份、氧化锌0.8份、硬脂酸1份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.1份、过氧化苯甲酰0.6份、甲基丙烯酸锌0.2份、改性纳米二氧化硅21份、凹凸棒土8份、纳米碳纤维7.6份、尼龙3.7份、防老剂MC1份、防老剂40200.67份、氨三乙酸锌4份、促进剂0.65份、增塑剂6.3份、硅烷偶联剂2.3份。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20-35份氧化钇和50-80份氯乙酸加入反应装置中，加入50-100份水，升温至35-45℃后搅拌反应10-35min，反应结束后降温至室温得到物料A；将80-100份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和100-120份正硅酸乙酯加入50-100份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在100-135℃下进行水热反应2-4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将30份氧化钇和70份氯乙酸加入反应装置中，加入85份水，升温至40℃后搅拌反应30min，反应结束后降温至室温得到物料A；将85份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和110份正硅酸乙酯加入80份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在125℃下进行水热反应3.5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；改性纳米二氧化硅的制备过程中，首先选择了氧化钇与氯乙酸进行反应，将两者结合为一体，得到了氯乙酸稀土盐，加入γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷后，其中氨基中的N可以与氯乙酸稀土盐发生取代反应，从而将氨丙基三甲氧基硅烷与羧酸盐基团连接在一个烷基链上，同时促进了氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的水解，促进了无机/有机杂化网络结构的形成，进行水热反应后，原位形成了氧化钇，其均匀分散在二氧化硅中，得到的氧化钇/二氧化硅纳米复合材料，其比表面积大，加入体系中，一方面，与聚丙烯和乙烯-辛烯嵌段共聚物具有协同作用，改善了胶管的韧性，一方面，与凹凸棒土、纳米碳纤维、尼龙具有协同作用，改善了胶管的强度、耐热性和耐水性，另一方面，与防老剂MC、防老剂4020配合后，能改善胶管的耐老化性。
优选地，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DM中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯、环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯中的一种或者多种的混合物。
本发明中选择了三元乙丙橡胶为主料，赋予胶管优异的耐热性和耐老化性，配合添加的聚丙烯和乙烯-辛烯嵌段共聚物通过上述比例与三元乙丙橡胶配合后，三者的相容性好，性能协同，改善了胶管的硬度、定伸应力和拉伸强度，同时得到的胶管拉断永久变形大，压缩永久变形小；选择了溴化辛基酚醛硫化树脂与过氧化苯甲酰为体系的交联剂，在氧化锌、甲基丙烯酸锌和促进剂的辅助下，体系的硫化速度快，得到的胶管耐热氧老化性能和高温稳定性能好，且无硫化返原现象，进一步改善了胶管的压缩永久变形性；改性纳米二氧化硅、凹凸棒土、纳米碳纤维、尼龙加入体系中，在硅烷偶联剂的辅助下，与体系的结合性好，进一步改善了胶管的拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力和硬度，另外，与防老剂MC和防老剂4020配合后进一步改善了胶管的耐热性和耐老化性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯25份、乙烯-辛烯嵌段共聚物15份、氧化锌1份、硬脂酸0.3份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.5份、过氧化苯甲酰0.2份、甲基丙烯酸锌0.3份、改性纳米二氧化硅15份、凹凸棒土10份、纳米碳纤维10份、尼龙2份、防老剂MC0.5份、防老剂40201份、氨三乙酸锌2份、促进剂0.9份、增塑剂3份、硅烷偶联剂3份。
实施例2
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯15份、乙烯-辛烯嵌段共聚物25份、氧化锌0.2份、硬脂酸1.5份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.5份、过氧化苯甲酰1份、甲基丙烯酸锌0.05份、改性纳米二氧化硅25份、凹凸棒土5份、纳米碳纤维5份、尼龙5份、防老剂MC1.2份、防老剂40200.2份、氨三乙酸锌5份、促进剂CZ0.2份、偏苯三酸三辛酯10份、硅烷偶联剂1.5份。
实施例3
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯18份、乙烯-辛烯嵌段共聚物20份、氧化锌0.7份、硬脂酸1.1份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.9份、过氧化苯甲酰0.7份、甲基丙烯酸锌0.15份、改性纳米二氧化硅23份、凹凸棒土7份、纳米碳纤维8份、尼龙3.5份、防老剂MC1.1份、防老剂40200.6份、氨三乙酸锌4.2份、促进剂TMTD0.2份、促进剂D0.4份、二甘醇二苯甲酸酯2份、环氧大豆油1份、邻苯二甲酸二丁酯2份、偏苯三酸三辛酯2份、硅烷偶联剂2份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将35份氧化钇和50份氯乙酸加入反应装置中，加入100份水，升温至35℃后搅拌反应35min，反应结束后降温至室温得到物料A；将80份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和120份正硅酸乙酯加入50份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在135℃下进行水热反应2h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例4
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯21份、乙烯-辛烯嵌段共聚物17份、氧化锌0.9份、硬脂酸0.7份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.2份、过氧化苯甲酰0.5份、甲基丙烯酸锌0.25份、改性纳米二氧化硅20份、凹凸棒土8.5份、纳米碳纤维7份、尼龙4份、防老剂MC0.8份、防老剂40200.8份、氨三乙酸锌3.5份、促进剂TMTD0.3份、促进剂D0.2份、促进剂DM0.3份、环氧大豆油3份、邻苯二甲酸二丁酯2.8份、硅烷偶联剂2.6份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20份氧化钇和80份氯乙酸加入反应装置中，加入50份水，升温至45℃后搅拌反应10min，反应结束后降温至室温得到物料A；将100份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和100份正硅酸乙酯加入100份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在100℃下进行水热反应4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
实施例5
本发明提出的一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯20份、乙烯-辛烯嵌段共聚物18份、氧化锌0.8份、硬脂酸1份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.1份、过氧化苯甲酰0.6份、甲基丙烯酸锌0.2份、改性纳米二氧化硅21份、凹凸棒土8份、纳米碳纤维7.6份、尼龙3.7份、防老剂MC1份、防老剂40200.67份、氨三乙酸锌4份、促进剂CZ0.1份、促进剂TMTD0.2份、促进剂D0.2份、促进剂DM0.15份、二甘醇二苯甲酸酯6.3份、硅烷偶联剂2.3份；
其中，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将30份氧化钇和70份氯乙酸加入反应装置中，加入85份水，升温至40℃后搅拌反应30min，反应结束后降温至室温得到物料A；将85份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和110份正硅酸乙酯加入80份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在125℃下进行水热反应3.5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其由三元乙丙橡胶复合材料制成，所述三元乙丙橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯15-25份、乙烯-辛烯嵌段共聚物15-25份、氧化锌0.2-1份、硬脂酸0.3-1.5份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.5-1.5份、过氧化苯甲酰0.2-1份、甲基丙烯酸锌0.05-0.3份、改性纳米二氧化硅15-25份、凹凸棒土5-10份、纳米碳纤维5-10份、尼龙2-5份、防老剂MC0.5-1.2份、防老剂40200.2-1份、氨三乙酸锌2-5份、促进剂0.2-0.9份、增塑剂3-10份、硅烷偶联剂1.5-3份。
2.根据权利要求1所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，所述三元乙丙橡胶复合材料的原料中，氧化锌、溴化辛基酚醛硫化树脂、过氧化苯甲酰、甲基丙烯酸锌、促进剂的重量比为0.5-0.9：0.7-1.3：0.4-1：0.1-0.3：0.4-0.8。
3.根据权利要求1或2所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其由三元乙丙橡胶复合材料制成，所述三元乙丙橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯18-21份、乙烯-辛烯嵌段共聚物17-20份、氧化锌0.7-0.9份、硬脂酸0.7-1.1份、溴化辛基酚醛硫化树脂0.9-1.2份、过氧化苯甲酰0.5-0.7份、甲基丙烯酸锌0.15-0.25份、改性纳米二氧化硅20-23份、凹凸棒土7-8.5份、纳米碳纤维7-8份、尼龙3.5-4份、防老剂MC0.8-1.1份、防老剂40200.6-0.8份、氨三乙酸锌3.5-4.2份、促进剂0.6-0.8份、增塑剂5.8-7份、硅烷偶联剂2-2.6份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，其由三元乙丙橡胶复合材料制成，所述三元乙丙橡胶复合材料的原料按重量份包括以下组分：三元乙丙橡胶100份、聚丙烯20份、乙烯-辛烯嵌段共聚物18份、氧化锌0.8份、硬脂酸1份、溴化辛基酚醛硫化树脂1.1份、过氧化苯甲酰0.6份、甲基丙烯酸锌0.2份、改性纳米二氧化硅21份、凹凸棒土8份、纳米碳纤维7.6份、尼龙3.7份、防老剂MC1份、防老剂40200.67份、氨三乙酸锌4份、促进剂0.65份、增塑剂6.3份、硅烷偶联剂2.3份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将20-35份氧化钇和50-80份氯乙酸加入反应装置中，加入50-100份水，升温至35-45℃后搅拌反应10-35min，反应结束后降温至室温得到物料A；将80-100份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和100-120份正硅酸乙酯加入50-100份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在100-135℃下进行水热反应2-4h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1-5中任一项所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：按重量份将30份氧化钇和70份氯乙酸加入反应装置中，加入85份水，升温至40℃后搅拌反应30min，反应结束后降温至室温得到物料A；将85份γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷和110份正硅酸乙酯加入80份水中，然后滴加物料A，滴加结束后在125℃下进行水热反应3.5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
7.根据权利要求1-6中任一项所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，所述促进剂为促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DM中的一种或者多种的混合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述高强耐老化三元乙丙橡胶胶管，其特征在于，所述增塑剂为二甘醇二苯甲酸酯、环氧大豆油、邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯中的一种或者多种的混合物。
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