CN107652560A - 一种耐甲醇燃料的橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

一种耐甲醇燃料的橡胶组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐甲醇燃料的橡胶组合物，涉及车辆材料组合物及生产技术领域。本发明包括基础胶种、添加剂和防老剂，其重量配比为：三元乙丙4045 90～110份，丁腈橡胶30～40份，氧化锌4～6份，硬脂酸1～3份，硫磺0.3份，邻苯二甲酸二仲辛酯2份，炭黑N774 30～50份，炭黑N330 10～16份，蜡状聚乙烯2份，液体丁腈5～6份，聚酯增塑剂3份，防老剂3～8份。本发明通过三元乙丙和丁腈橡胶以及辅料共混制备耐甲醇燃料的橡胶组合物。橡胶组合物配方中添加了定量配比的氧化锌、防老剂RD(2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢喹啉聚合物)、防老剂MB(2‑巯基苯并咪唑)等，提高了材料对甲醇的耐老化、耐水、耐腐蚀等性能。

Description

一种耐甲醇燃料的橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及车辆材料组合物及生产技术领域，特别是涉及一种耐甲醇燃料的橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
随着人类生活的工业化程度越来越高，汽车的可靠性发展也越来越健全。同时随着甲醇汽车的普及开发验证的发展，为满足甲醇汽车中甲醇燃料管路耐甲醇特殊要求，开发出耐甲醇的材料越发重要。
现传统技术主要在耐汽油中比较成熟，传统耐汽车管路一般采用EPDM(乙丙橡胶由乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物)，该材料市场应用较广，在耐汽油方面有良好的特性，但在耐甲醇方面存在不足，无法应用与甲醇汽车的输油管路使用。
发明内容
本发明的一个目的是针对现有技术的缺陷，提供一种耐甲醛的橡胶组合物。
特别地，本发明提供了一种耐甲醇燃料的橡胶组合物，包括基础胶种、添加剂和防老剂，其重量配比为：
进一步地，还包括促进剂，其重量配比为：
促进剂3～5份。
进一步地，所述促进剂选自2、2'-二硫代二苯并噻唑或四甲基秋兰姆二硫化物中的一种，
其中，所述促进剂为2、2'-二硫代二苯并噻唑，其重量配比为1.5～2.5份，所述促进剂为四甲基秋兰姆二硫化物，其重量配比为1.5～2.5份。
进一步地，所述防老剂选自2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物或2-巯基苯并咪唑中的一种，
其中，所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物，其重量配比为2～4份，所述防老剂为2-巯基苯并咪唑，其重量配比为1～4份。
特别地，本发明还提供了一种应制备所述橡胶组合物的制备方法，包括步骤：
S1，将三元乙丙4045按照重量份数配比投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热，进行预塑化；
S2，当捏合机温度达到70～80℃后加入稳定剂，然后继续搅拌6～8分钟；
S3，将丁腈橡胶置于切碎机中切碎成切片；
S4，将捏炼机预热至120～135℃，按质量分数配比加入氧化锌、防老剂、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑、蜡状聚乙烯、硬脂酸、碳黑N330、碳黑N774、液体丁腈和聚酯增塑剂以及步骤S3中切碎后的丁腈橡胶，捏炼2～3min，制成共混胶，然后排料；
S5，将步骤S4制备的共混胶通过100目滤网的滤胶机过滤掉共混胶中的杂质和异物；
S6，将开炼机预热到135℃，将步骤S5得到的共混胶加入开炼机中，并加入硫磺、无味邻苯二甲酸二仲辛酯和四甲基秋兰姆二硫化物，调整辊距为4～6mm，时间为2min；
S7，调整辊距为1～2mm，时间为4min，将步骤6得到的共混胶薄通三次；
S8，调整辊距为4～6mm，时间为1min，打卷竖放八次、混匀下片；
S9，空气中冷却至室温。
进一步地，所述稳定剂为环氧大豆油。
本发明通过三元乙丙和丁腈橡胶以及辅料共混制备耐甲醇燃料的橡胶组合物。橡胶组合物配方中添加了定量配比的氧化锌、防老剂RD(2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物)、防老剂MB(2-巯基苯并咪唑)等，提高了材料对甲醇的耐老化、耐水、耐腐蚀等性能。本发明的材料密度较低，在生产过程中加可大量充油和加入填充剂，可降低材料的成本，且加入的填充剂能够增强材料的密封，能够确保甲醇燃料无渗漏。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是本发明一耐甲醇燃料橡胶组合物的制备方法流程图；
图2是本发明一耐甲醇燃料橡胶组合物的硬度变化测试图；
图3是图2中的橡胶组合物的质量变化测试图；
图4是图2中的橡胶组合物的体积变化测试图。
具体实施方式
本发明提供了一种耐甲醇燃料的橡胶组合物，包括基础胶种、添加剂和防老剂，其重量配比为：三元乙丙4045 90～110份，丁腈橡胶30～40份，氧化锌4～6份，硬脂酸1～3份，硫磺0.3份，邻苯二甲酸二仲辛酯2份，碳黑N77430～50份，碳黑N330 10～16份，蜡状聚乙烯2份，液体丁腈5～6份，聚酯增塑剂3份，防老剂3～8份。
本发明通过三元乙丙和丁腈橡胶以及辅料共混制备耐甲醇燃料的橡胶组合物。橡胶组合物配方中添加了定量配比的氧化锌、防老剂RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物)、防老剂MB(2-巯基苯并咪唑)等，提高了材料对甲醇的耐老化、耐水、耐腐蚀等性能。本发明的材料密度较低，在生产过程中加可大量充油和加入填充剂，可降低材料的成本，且加入的填充剂能够增强材料的密封，能够确保甲醇燃料无渗漏。
进一步地，本发明还包括促进剂，其重量配比为3～5份。所述促进剂包括促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)或促进剂四甲基秋兰姆二硫化物(促进剂TMTD)中的一种，其中，所述促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)的重量份数为1.5～2.5，所述促进剂四甲基秋兰姆二硫化物(促进剂TMTD)的重量份数为1.5～2.5。进一步地，所述防老剂包括防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物(防老剂RD)或防老剂2-巯基苯并咪唑(防老剂MB)中的一种，其中，所述防老剂包括防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物(防老剂RD)的质量分数为2～4，所述防老剂2-巯基苯并咪唑(防老剂MB)的重量份数为1～4。
图1是本发明一耐甲醇燃料橡胶组合物的制备方法流程图。如图1所示，本发明还提供了一种应用于所述橡胶组合物的制备方法，包括步骤：
S1，将三元乙丙4045按照重量份数配比投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热，进行预塑化；
S2，当捏合机温度达到70～80℃后加入稳定剂，然后继续搅拌6～8分钟，所述稳定剂为环氧大豆油；
S3，将丁腈橡胶置于切碎机中切碎成切片；
S4，将捏炼机预热至120～135℃，按质量分数配比加入氧化锌、防老剂、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑、蜡状聚乙烯、硬脂酸、碳黑N330、碳黑N774、液体丁腈和聚酯增塑剂以及步骤S3中制备的切片丁腈橡胶，捏炼2～3min，制成共混胶，然后排料；
S5，将步骤S4制备的共混胶通过100目滤网的滤胶机过滤掉共混胶中的杂质和异物；
S6，将开炼机预热到135℃，将步骤S5得到的共混胶加入开炼机中，并加入硫磺、无味邻苯二甲酸二仲辛酯和四甲基秋兰姆二硫化物，调整辊距为4～6mm，时间为2min；
S7，调整辊距为1～2mm，时间为4min，将步骤6得到的共混胶薄通三次；
S8，调整辊距为4～6mm，时间为1min，打卷竖放八次、混匀下片；
S8，在空气中冷却至室温。
如表1所示，一种耐甲醇燃料和汽油的橡胶组合物，包括基础胶种、添加剂和防老剂，所述基础胶种的组分和重量份数为三元乙丙4045 100和丁腈橡胶40。所述添加剂的组分和重量份数为氧化锌5、硬脂酸2、硫磺0.3、邻苯二甲酸二仲辛酯2、碳黑N774 50、碳黑N330 15.2、蜡状聚乙烯2、液体丁腈5和聚酯增塑剂(TP-95)3。促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑的重量份数为1.5。促进剂四甲基秋兰姆二硫化物的重量份数为2。所述防老剂包括防老剂2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物的质量分数为4，所述防老剂2-巯基苯并咪唑的重量份数为1。优选地，三元乙丙4045的生产配方质量为2.631kg，丁腈橡胶为1.052kg，氧化锌为0.135kg，硫磺0.008kg，促进剂TMTD为0.039kg，促进剂DM为0.039kg，无味DCP为0.092kg，防老剂RD为0.105kg，防老剂MB为0.026kg，碳黑N774为1.315kg，碳黑N330为0.426kg，硬脂酸为0.052kg，蜡状聚乙烯为0.052kg，液体丁腈为0.135kg。
表1
如表2所示，表2为本发明所用原材料生产厂商目录
表2
原料名称 来源
氧化锌 辽宁葫芦岛锌厂
硬脂酸 石家庄嘉洛凯化工有限公司
硫磺 山西长治化工厂
促进剂TMTD 浙江黄岩华星化学厂
促DM 浙江黄岩华星化学厂
防RD 浙江黄岩华星化学厂
防MB 浙江黄岩华星化学厂
TP-95 上海苏羽橡胶有限公司
N774 自贡炭黑厂
N330 自贡炭黑厂
蜡状聚乙烯 南阳丰源新型材料有限公司
液体丁腈 日本合成橡胶公司
如表3所示，按照表1的配方制备的塑胶组合物的拉伸强度、断裂伸长率、断裂伸长率、硬度、质量变化变化和体积变化都符合判定标准。图2是本发明一耐甲醇燃料橡胶组合物的硬度变化测试图。图3是图2中的橡胶组合物的质量变化测试图。图4是图2中的橡胶组合物的体积变化测试图。本发明根据上述实施例的配方进行混炼。本发明是在试验环境常温/湿度<50％的情况下进行的，经检测体积、硬度和质量变化都符合判定标准。新发明材料具有优良的高温使用性能，可120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用。同时若加入适宜防老剂可提高其使用温度。同时该材料在臭氧浓度50pphm、拉伸30％的条件下，可达150h以上不龟裂；能够长期可靠的甲醇汽车中使用。
表3
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (6)

1.一种耐甲醇燃料的橡胶组合物，包括基础胶种、添加剂和防老剂，其重量配比为：
2.根据权利要求1所述的橡胶组合物，其特征在于，还包括促进剂，其重量配比为：
促进剂3～5份。
3.根据权利要求2所述的橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂选自2、2'-二硫代二苯并噻唑或四甲基秋兰姆二硫化物中的一种，
其中，所述促进剂为2、2'-二硫代二苯并噻唑，其重量配比为1.5～2.5份，所述促进剂为四甲基秋兰姆二硫化物，其重量配比为1.5～2.5份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的橡胶组合物，其特征在于，所述防老剂选自2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物或2-巯基苯并咪唑中的一种，
其中，所述防老剂为2，2，4-三甲基-1，2-二氢喹啉聚合物，其重量配比为2～4份，所述防老剂为2-巯基苯并咪唑，其重量配比为1～4份。
5.一种应用于权利要求4所述的橡胶组合物的制备方法，包括步骤：
S1，将三元乙丙4045按照重量份数配比投入捏合机中，在高速搅拌状态下加热，进行预塑化；
S2，当捏合机温度达到70～80℃后加入稳定剂，然后继续搅拌6～8分钟；
S3，将丁腈橡胶置于切碎机中切碎成切片；
S4，将捏炼机预热至120～135℃，按质量分数配比加入氧化锌、防老剂、促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑、蜡状聚乙烯、硬脂酸、碳黑N330、碳黑N774、液体丁腈和聚酯增塑剂以及步骤S3中切碎后的丁腈橡胶，捏炼2～3min，制成共混胶，然后排料；
S5，将步骤S4制备的共混胶通过100目滤网的滤胶机过滤掉共混胶中的杂质和异物；
S6，将开炼机预热到135℃，将步骤S5得到的共混胶加入开炼机中，并加入硫磺、无味邻苯二甲酸二仲辛酯和四甲基秋兰姆二硫化物，调整辊距为4～6mm，时间为2min；
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S8，调整辊距为4～6mm，时间为1min，打卷竖放八次、混匀下片；
S9，空气中冷却至室温。
6.根据权利要求5所述的橡胶组合物的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为环氧大豆油。
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