CN110878160A - 一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车技术领域，且公开了一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30‑50份、充油丁苯橡胶10‑20份、天然胶10‑20份、助剂10‑15份、橡胶填充油15‑30份、填料5‑15、聚丙烯10‑15份、相容剂5‑10份、耐候剂5‑10份、裂解炭黑10‑20份、橡胶发泡剂6‑10份和增塑剂2‑6份，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’‑间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。本发明，通过将裂解炭黑经过粉碎设备超细粉碎和分级机分级后物理吸附作用及表面活性均大大增强，且提高超细裂解炭黑的分散性，增加了含氧官能团数量，进一步增强了弹性材料的耐候性和热塑性。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体为一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，中国新能源汽车产业始于21世纪初，2001年，新能源汽车研究项目被列入国家2001~2005期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略，2006~2010以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
新能源汽车产业是我国大力发展的新型产业，其以节约能源、废气排放较低等众多优点而备受人们关注，随着新能源汽车的大力发展，新能源汽车轮材料也受到了大力发展，例如轮胎的制备材料，而新能源汽车在使用时，常常要经受室外气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，并且在使用过程中，会遇到各种碰撞和摩擦，由于传统的新能源汽车用材料的耐候性和热塑性较差，从而造成不同程度的机械损伤，导致新能源汽车用材料的使用寿命大大降低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，具备耐候性和热塑性高的等优点，解决了新能源汽车在使用时，常常要经受室外气候的考验，如光照、冷热、风雨、细菌等造成的综合破坏，并且在使用过程中，会遇到各种碰撞和摩擦，由于传统的新能源汽车用材料的耐候性和热塑性较差，从而造成不同程度的机械损伤，导致新能源汽车用材料的使用寿命大大降低的问题。
(二)技术方案
为实现上述耐候性和热塑性高的目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30-50份、充油丁苯橡胶10-20份、天然胶10-20份、助剂10-15 份、橡胶填充油15-30份、填料5-15、聚丙烯10-15份、相容剂5-10份、耐候剂5-10份、裂解炭黑10-20份、橡胶发泡剂6-10份和增塑剂2-6份。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。
优选的，所述填料选取轻质活性碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁和陶土中的一种或多种的混合物。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30份、充油丁苯橡胶10份、天然胶10份、助剂10份、橡胶填充油15份、填料5、聚丙烯 10份、相容剂5份、耐候剂5份、裂解炭黑10份、橡胶发泡剂6份和增塑剂 2份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶40份、充油丁苯橡胶15份、天然胶15份、助剂12.5份、橡胶填充油22.5份、填料10、聚丙烯12.5份、相容剂7.5份、耐候剂7.5份、裂解炭黑15份、橡胶发泡剂8 份和增塑剂4份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶50份、充油丁苯橡胶20份、天然胶20份、助剂5份、橡胶填充油30份、填料15、聚丙烯 15份、相容剂10份、耐候剂10份、裂解炭黑20份、橡胶发泡剂10份和增塑剂6份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将备好的三元乙丙橡胶、充油丁苯橡胶和天然胶依次加入到高混机中，进行混合，混合温度为60℃，转速为800r/min，混合时间为20-30min，得到橡胶混合物A，备用；
2)将步骤1)中得到橡胶混合物A继续加热，当温度到达80℃后，加入助剂和橡胶填充油，保持转速为1000r/min的速度，继续搅拌15-25min，得到混合物B，备用；
3)将密炼机在全程通入氮气的保护的条件下，氮气压力为0.1Mpa，将备步骤2)中得到的混合物B，加入密炼机中，保持温度140-150℃，压力 0.5-0.7MPa，密炼20-30min后，依次加入橡胶发泡剂、相容剂和增塑剂，同时将温度降至110℃，压力0.3-0.4MPa，继续密炼5-10min，出料，得到混合物C，备用；
4)将备好的裂解炭黑经过磁选机去除钢丝杂物后，输送到超音速气流粉碎机中进行超细粉碎，然后将粉碎后的裂解炭黑用单转子超细气流分级机分级，分级时其转速为800r/min，得到粒径为10μm以下裂解炭黑粉末，备用；
5)将步骤3)中得到的混合物C置于高速搅拌机中，保持转速1000r/min 的速度搅拌15-20min，加入填料、聚丙烯、耐候剂、和步骤4)中得到的裂解炭黑粉末，高速搅拌混合20-40min后，静置20-30min，得到混合物D，备用；
6)将步骤5)中所得混合物D加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为 250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8-12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，具备以下有益效果：
1、该新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，通过以三元乙丙橡胶为主要原料，使弹性体材料具有优异的耐臭氧、耐热、耐候和耐老化性能，可有效的提高弹性体材料的使用寿命，且配合使用充油橡胶和天然橡胶，有效的增加弹性体材料的可塑性和加工性能，降低了成本。
2、该新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，通过将裂解炭黑经过粉碎设备超细粉碎和分级机分级后物理吸附作用及表面活性均大大增强，且提高超细裂解炭黑的分散性，增加了含氧官能团数量，进一步增强了弹性材料的耐候性和热塑性。
3、该新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，通过加入填料，可有效的改善以改善材料的光学、物理和化学性能，聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，抗电压、耐电弧和热塑性好，且通过耐候剂和增塑剂配合使用，可进一步增强了弹性材料的耐候性和热塑性，有效的提高弹性材料的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
实施例一：
一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30份、充油丁苯橡胶10份、天然胶10份、助剂10 份、橡胶填充油15份、填料5、聚丙烯10份、相容剂5份、耐候剂5份、裂解炭黑10份、橡胶发泡剂6份和增塑剂2份。
进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。
进一步的，填料选取轻质活性碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁和陶土中的一种或多种的混合物。
一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将备好的三元乙丙橡胶、充油丁苯橡胶和天然胶依次加入到高混机中，进行混合，混合温度为60℃，转速为800r/min，混合时间为20min，得到橡胶混合物A，备用；
2)将步骤1)中得到橡胶混合物A继续加热，当温度到达80℃后，加入助剂和橡胶填充油，保持转速为1000r/min的速度，继续搅拌15min，得到混合物B，备用；
3)将密炼机在全程通入氮气的保护的条件下，氮气压力为0.1Mpa，将备步骤2)中得到的混合物B，加入密炼机中，保持温度140℃，压力0.5MPa，密炼20min后，依次加入橡胶发泡剂、相容剂和增塑剂，同时将温度降至110℃，压力0.3MPa，继续密炼5min，出料，得到混合物C，备用；
4)将备好的裂解炭黑经过磁选机去除钢丝杂物后，输送到超音速气流粉碎机中进行超细粉碎，然后将粉碎后的裂解炭黑用单转子超细气流分级机分级，分级时其转速为800r/min，得到粒径为10μm以下裂解炭黑粉末，备用；
5)将步骤3)中得到的混合物C置于高速搅拌机中，保持转速1000r/min 的速度搅拌15min，加入填料、聚丙烯、耐候剂、和步骤4)中得到的裂解炭黑粉末，高速搅拌混合20min后，静置20min，得到混合物D，备用；
6)将步骤5)中所得混合物D加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为 250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
实施例二：
一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶40份、充油丁苯橡胶15份、天然胶15份、助剂12.5 份、橡胶填充油22.5份、填料10、聚丙烯12.5份、相容剂7.5份、耐候剂 7.5份、裂解炭黑15份、橡胶发泡剂8份和增塑剂4份。
进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。
进一步的，填料选取轻质活性碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁和陶土中的一种或多种的混合物。
一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将备好的三元乙丙橡胶、充油丁苯橡胶和天然胶依次加入到高混机中，进行混合，混合温度为60℃，转速为800r/min，混合时间为25min，得到橡胶混合物A，备用；
2)将步骤1)中得到橡胶混合物A继续加热，当温度到达80℃后，加入助剂和橡胶填充油，保持转速为1000r/min的速度，继续搅拌20min，得到混合物B，备用；
3)将密炼机在全程通入氮气的保护的条件下，氮气压力为0.1Mpa，将备步骤2)中得到的混合物B，加入密炼机中，保持温度145℃，压力0.6MPa，密炼25min后，依次加入橡胶发泡剂、相容剂和增塑剂，同时将温度降至110℃，压力0.35MPa，继续密炼7.5min，出料，得到混合物C，备用；
4)将备好的裂解炭黑经过磁选机去除钢丝杂物后，输送到超音速气流粉碎机中进行超细粉碎，然后将粉碎后的裂解炭黑用单转子超细气流分级机分级，分级时其转速为800r/min，得到粒径为10μm以下裂解炭黑粉末，备用；
5)将步骤3)中得到的混合物C置于高速搅拌机中，保持转速1000r/min 的速度搅拌17.5min，加入填料、聚丙烯、耐候剂、和步骤4)中得到的裂解炭黑粉末，高速搅拌混合30min后，静置25min，得到混合物D，备用；
6)将步骤5)中所得混合物D加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却10h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
实施例三：
三元乙丙橡胶50份、充油丁苯橡胶20份、天然胶20份、助剂5份、橡胶填充油30份、填料15、聚丙烯15份、相容剂10份、耐候剂10份、裂解炭黑20份、橡胶发泡剂10份和增塑剂6份。
进一步的，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。
进一步的，填料选取轻质活性碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁和陶土中的一种或多种的混合物。
一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将备好的三元乙丙橡胶、充油丁苯橡胶和天然胶依次加入到高混机中，进行混合，混合温度为60℃，转速为800r/min，混合时间为30min，得到橡胶混合物A，备用；
2)将步骤1)中得到橡胶混合物A继续加热，当温度到达80℃后，加入助剂和橡胶填充油，保持转速为1000r/min的速度，继续搅拌25min，得到混合物B，备用；
3)将密炼机在全程通入氮气的保护的条件下，氮气压力为0.1Mpa，将备步骤2)中得到的混合物B，加入密炼机中，保持温度150℃，压力0.7MPa，密炼30min后，依次加入橡胶发泡剂、相容剂和增塑剂，同时将温度降至110℃，压力0.4MPa，继续密炼10min，出料，得到混合物C，备用；
4)将备好的裂解炭黑经过磁选机去除钢丝杂物后，输送到超音速气流粉碎机中进行超细粉碎，然后将粉碎后的裂解炭黑用单转子超细气流分级机分级，分级时其转速为800r/min，得到粒径为10μm以下裂解炭黑粉末，备用；
5)将步骤3)中得到的混合物C置于高速搅拌机中，保持转速1000r/min 的速度搅拌20min，加入填料、聚丙烯、耐候剂、和步骤4)中得到的裂解炭黑粉末，高速搅拌混合40min后，静置30min，得到混合物D，备用；
6)将步骤5)中所得混合物D加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为 250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
检测以上实施例制备的成品，得到以下实验数据：
表一:
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30-50份、充油丁苯橡胶10-20份、天然胶10-20份、助剂10-15份、橡胶填充油15-30份、填料5-15、聚丙烯10-15份、相容剂5-10份、耐候剂5-10份、裂解炭黑10-20份、橡胶发泡剂6-10份和增塑剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯DOP、N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、直链烃油、环烷油等单独或者组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，所述填料选取轻质活性碳酸钙、滑石粉、氢氧化镁和陶土中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶30份、充油丁苯橡胶10份、天然胶10份、助剂10份、橡胶填充油15份、填料5、聚丙烯10份、相容剂5份、耐候剂5份、裂解炭黑10份、橡胶发泡剂6份和增塑剂2份。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶40份、充油丁苯橡胶15份、天然胶15份、助剂12.5份、橡胶填充油22.5份、填料10、聚丙烯12.5份、相容剂7.5份、耐候剂7.5份、裂解炭黑15份、橡胶发泡剂8份和增塑剂4份。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：三元乙丙橡胶50份、充油丁苯橡胶20份、天然胶20份、助剂5份、橡胶填充油30份、填料15、聚丙烯15份、相容剂10份、耐候剂10份、裂解炭黑20份、橡胶发泡剂10份和增塑剂6份。
7.一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将备好的三元乙丙橡胶、充油丁苯橡胶和天然胶依次加入到高混机中，进行混合，混合温度为60℃，转速为800r/min，混合时间为20-30min，得到橡胶混合物A，备用；
2)将步骤1)中得到橡胶混合物A继续加热，当温度到达80℃后，加入助剂和橡胶填充油，保持转速为1000r/min的速度，继续搅拌15-25min，得到混合物B，备用；
3)将密炼机在全程通入氮气的保护的条件下，氮气压力为0.1Mpa，将备步骤2)中得到的混合物B，加入密炼机中，保持温度140-150℃，压力0.5-0.7MPa，密炼20-30min后，依次加入橡胶发泡剂、相容剂和增塑剂，同时将温度降至110℃，压力0.3-0.4MPa，继续密炼5-10min，出料，得到混合物C，备用；
4)将备好的裂解炭黑经过磁选机去除钢丝杂物后，输送到超音速气流粉碎机中进行超细粉碎，然后将粉碎后的裂解炭黑用单转子超细气流分级机分级，分级时其转速为800r/min，得到粒径为10μm以下裂解炭黑粉末，备用；
5)将步骤3)中得到的混合物C置于高速搅拌机中，保持转速1000r/min的速度搅拌15-20min，加入填料、聚丙烯、耐候剂、和步骤4)中得到的裂解炭黑粉末，高速搅拌混合20-40min后，静置20-30min，得到混合物D，备用；
6)将步骤5)中所得混合物D加入双螺杆挤出机中，挤出机加工温度为250℃，螺杆转速为550r/min，将挤出物置于通风处冷却8-12h，将冷却后的挤出物送至造粒机，造粒，即得到一种新能源汽车用环保耐候的热塑性弹性体材料。
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