CN106928564B - 氯磺化聚乙烯橡胶组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物，属于橡胶材料领域，抗焦烧性能优异，在120℃下的焦烧时间(ts5)＞30min，同时兼具优秀的物理性能，有效地保证加工过程中的安全性并且满足产品性能的需求。本发明的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，以重量份计，以100份的氯磺化聚乙烯橡胶为基准，所述的橡胶组合物还含有以下组分：氧化镁5‑15份，微晶蜡1‑3份，润滑剂2‑4份，防老剂0.5‑1份，炭黑5‑20份，硅粉20‑40份，轻质碳酸钙30‑60份，增塑剂20‑30份，硫化剂1.5‑2.5份，促进剂1‑2份。

Description

氯磺化聚乙烯橡胶组合物
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及氯磺化聚乙烯橡胶材料，尤其涉及一种抗焦烧性能优异的氯磺化聚乙烯橡胶组合物。
背景技术
近年来，随着汽车工业的迅速发展，汽车胶管对橡胶材料的要求也越来越高，CSM(氯磺化聚乙烯橡胶)材料因具有良好的耐热、耐天候老化以及耐油的综合平衡性能广泛应用于汽车动力转向胶管、燃油胶管，以及曲轴箱通风胶管。
但是，因氯磺化聚乙烯橡胶分子结构中磺酰氯基团的存在，其有灵活的硫化体系选择，同时也因为该基团的高反应活性导致传统配合的CSM胶料在加工过程中非常容易焦烧，造成生产过程中物料和人工的浪费。因此，对CSM胶料抗焦烧性能的改善的研究十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其主体材料为氯磺化聚乙烯橡胶，通过填充体系和硫化体系的优化，使得到的橡胶组合物抗焦烧性能优异，生产过程中安全性能高。
本发明提供了一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物，以重量份计，以100份的氯磺化聚乙烯橡胶为基准，所述的橡胶组合物还含有以下组分：氧化镁5-15份，微晶蜡1-3份，润滑剂2-4份，防老剂0.5-1份，炭黑5-20份，硅粉20-40份，轻质碳酸钙30-60份，增塑剂20-30份，硫化剂1.5-2.5份，促进剂1-2份。
作为优选技术方案，所述氯磺化聚乙烯橡胶为氯含量在33～37％的氯磺化聚乙烯橡胶。
作为优选技术方案，所述氧化镁为高活性氧化镁，吸碘值为120-180。
作为优选技术方案，所述增塑剂为酯类软化剂，包含但不限于邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛脂、偏苯三酸三辛酯，更优选的，增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
作为优选技术方案，所述硫化剂为四硫化双戊撑秋兰姆。
作为优选技术方案，所述促进剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺。
作为可选技术方案，所述润滑剂为润滑剂WS180。
作为可选技术方案，所述硅粉为硅粉750。
作为可选技术方案，所述炭黑为快压出炭黑。
本发明另一方面提供了上述氯磺化聚乙烯橡胶组合物在制备汽车胶管中的应用。
相比于现有的CSM胶料，本发明对CSM橡胶组合物的填充体系和硫化体系进行优化，开发出的CSM胶料具有优异的抗焦烧性能。现有的传统CSM胶料，在120℃下的焦烧时间(ts5)为5～15min，挤出加工过程中非常容易出现焦烧现象，本发明的CSM胶料，在120℃下的焦烧时间(ts5)＞30min，同时兼具优秀的物理性能，有效地保证加工过程中的安全性并且满足产品性能的需求，其优异的抗焦烧性能够使得胶料的初次生产加工过程和重复利用的加工过程中安全性能显著提高，从而降低生产成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种氯磺化聚乙烯橡胶组合物，以重量份计，100份的氯磺化聚乙烯橡胶为基准，所述的橡胶组合物还含有以下组分：氧化镁5-15份，微晶蜡1-3份，润滑剂2-4份，防老剂0.5-1份，炭黑5-20份，硅粉20-40份，轻质碳酸钙30-60份，增塑剂20-30份，硫化剂1.5-2.5份，促进剂1-2份。
在本发明的一优选实施例中，氯磺化聚乙烯橡胶为氯含量在33～37％的氯磺化聚乙烯橡胶CSM40。生产商包含但不限于吉化星云化工，江西虹润化工或日本东曹株式会社。具体的，氯磺化聚乙烯橡胶的氯含量可以为33％，34％，35％，36％，37％，选择上述氯含量的CSM橡胶中氯含量对其性能有显著影响，选择CSM40能够具有优异的耐臭氧性、耐候性、耐热性、难燃性、耐水性、耐化学药品性、耐油性、耐磨性等，该氯含量的CSM橡胶与填充体系和硫化体系配合，能够显著提高橡胶组合物的抗焦烧性能。
在本发明的一优选实施例中，氧化镁为高活性氧化镁，吸碘值为120-180，具体的，氧化镁的活性可以为120，130，140，150，160，170，180。上述吸碘值的高活性氧化镁能够配合CSM胶料的硫化，促进硫化体系。最为优选的是，采用氧化镁活性150，具体的可以取自日本协和产品MgO-150，在与CSM胶料的配合过程中效果最好。
在本发明的一优选实施例中，增塑剂为酯类软化剂，包含但不限于邻苯二甲酸二辛酯DOP、癸二酸二辛脂DOS、偏苯三酸三辛酯TOTM，更优选的，增塑剂为偏苯三酸三辛酯TOTM。酯类增塑剂对于低温下使用的橡胶效果较好，在本发明的具体实施例中，加入TOTM的效果较DOP、DOS更利于提升组合物的性能。
在本发明的一优选实施例中，硫化剂为硫化剂TRA，即四硫化双戊撑秋兰姆，其主要作用是通过与活性基团的反应使得CSM的分子链间形成交联网络。
在本发明的一优选实施例中，促进剂优选为HVA-2，即N，N’-间苯撑双马来酰亚胺，其主要作用是能够提高硫化反应的交联程度，同时能够延长胶料的焦烧时间。相比于现有的抗焦烧助剂，本发明选择的HVA-2能够与氯磺化聚乙烯橡胶以及其他的组分进行最优配合，从而达到最优的抗焦烧效果。
在本发明的一可选实施例中，润滑剂选择润滑剂WS180，硅粉选择硅粉750，炭黑选择快压出炭黑。其中，润滑剂WS180为德国STRUKTOL产品，能够显著改善CSM胶料在加工过程中的黏辊性；硅粉750为阜阳利普化工产品，作为无机填料，能够改善胶料的加工性能。
本发明实施例的另一方面还提供了上述氯磺化聚乙烯橡胶组合物在制备汽车胶管中的应用。利用上述氯磺化聚乙烯橡胶组合物的优异抗焦烧性能，整个生产过程中安全性高，生产和再生产不存在安全隐患，同时制备的汽车胶管可以满足在130℃高温环境中的使用需求。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，以下将结合具体实施例进行说明。
实施例1
用于汽车胶管的橡胶组合物，配比如下(以重量份计)：
序号 组分 用量/份
1 CSM40 100
2 MgO-180 10
3 微晶蜡 2
4 润滑剂WS180 3
5 防老剂NBC 1
6 快压出炭黑 10
7 硅粉750 30
8 轻质碳酸钙 40
9 增塑剂TOTM 25
10 硫化剂TRA 2.5
11 促进剂HVA-2 1
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000041
Figure BDA0001247458070000051
实施例2
用于汽车胶管的橡胶组合物，配比如下(以重量份计)：
序号 组分 用量/份
1 CSM40 100
2 MgO-150 10
3 微晶蜡 2
4 润滑剂WS180 3
5 防老剂NBC 0.5
6 快压出炭黑 10
7 硅粉750 20
8 轻质碳酸钙 50
9 增塑剂TOTM 25
10 硫化剂TRA 1.5
11 促进剂HVA-2 2
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000052
实施例3
用于汽车胶管的橡胶组合物，配比如下(以重量份计)：
序号 组分 用量/份
1 CSM40 100
2 MgO-120 15
3 微晶蜡 3
4 润滑剂WS180 2
5 防老剂NBC 1
6 快压出炭黑 20
7 硅粉750 20
8 轻质碳酸钙 60
9 增塑剂TOTM 30
10 硫化剂TRA 2.0
11 促进剂HVA-2 1.5
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000061
实施例4
用于汽车胶管的橡胶组合物，配比如下(以重量份计)：
Figure BDA0001247458070000062
Figure BDA0001247458070000071
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000072
对比例1：
传统配合CSM配方举例如下：
序号 组分 用量/份
1 CSM40 100
2 普通MgO 5
3 普通防护蜡 2
4 润滑剂 3
5 防老剂NBC 1
6 快压出炭黑 50
7 轻质碳酸钙 50
8 增塑剂 40
9 硫化剂TRA 2
10 季戊四醇 3
11 防焦剂DM 0.5
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000073
Figure BDA0001247458070000081
对比例2：
采用传统硫化体系中的防焦剂DM代替本发明的HVA-2举例如下：
序号 组分 用量/份
1 CSM40 100
2 MgO-150 10
3 微晶蜡 2
4 润滑剂WS180 3
5 防老剂NBC 0.5
6 快压出炭黑 10
7 硅粉750 20
8 轻质碳酸钙 50
9 增塑剂TOTM 25
10 硫化剂TRA 1.5
11 防焦剂DM 2
性能测试如下表：
Figure BDA0001247458070000082
通过上述实施例1-4与对比例1可以看出，本发明的氯磺化聚乙烯橡胶组合物通过与填充体系和硫化体系的优化，与现有的传统CSM胶料比较，抗焦烧性能明显要优异，效果显著，显著提升胶料的生产安全性。
此外，本发明的橡胶组合物各组分之间相互配合，通过优化各组分的协同作用，加入的促进剂是经过创造性劳动的筛选的，通过实施例2与对比例2的性能测试数据对比可以看出，本发明的组合物各组分筛选后加入HVA-2相比于现有的防焦剂DM抗焦烧性能效果也是显著的，保证胶料的生产和再生产的安全性。

Claims (8)

1.氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，以重量份计，以100份的氯磺化聚乙烯橡胶为基准，所述的橡胶组合物还含有以下组分：氧化镁5-15份，微晶蜡1-3份，润滑剂2-4份，防老剂0.5-1份，炭黑5-20份，硅粉20-40份，轻质碳酸钙30-60份，增塑剂20-30份，硫化剂1.5-2.5份，促进剂1-2份；所述氧化镁为高活性氧化镁，吸碘值为120-180；所述硫化剂为四硫化双戊撑秋兰姆，所述促进剂为N，N’-间苯撑双马来酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述氯磺化聚乙烯橡胶为氯含量在33～37％的氯磺化聚乙烯橡胶。
3.根据权利要求1所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂为酯类软化剂，包含但不限于邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛脂、偏苯三酸三辛酯。
4.根据权利要求3所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述增塑剂为偏苯三酸三辛酯。
5.根据权利要求1所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述润滑剂为润滑剂WS180。
6.根据权利要求4所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述硅粉为硅粉750。
7.根据权利要求1所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物，其特征在于，所述炭黑为快压出炭黑。
8.权利要求1-7任一项所述的氯磺化聚乙烯橡胶组合物在制备汽车胶管中的应用。
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