CN111621110A - 一种用于注射工艺的高性能羧酸型丙烯酸酯橡胶配方 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于注射工艺的高性能羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，适用于耐温等级高、耐候性能强、压缩永久变形量小的密封材料。其配方包括：生胶、硫化剂、促进剂、防老剂、硬脂酸、炭黑、内脱模剂、增塑剂、防焦剂、流动助剂、树脂TMV。由于在配方中创造性地加入普通橡胶配方未使用的TMV树脂，TMV树脂既增加了橡胶的挺性，又大幅度降低丙烯酸酯橡胶的粘性，提高产品的脱模性能，材料物性机械性能也有大幅度提升，同时，并用乙烯丙烯酸酯橡胶GLS，大幅度提高材料的拉伸性能和适当延长硫变时间，提高加工性能。因此，本发明独具行业领先性和配方创新性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于注射工艺的高性能羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，适用于耐温等级高、耐候性能强、压缩永久变形量小的密封材料。
背景技术
传统含氯型、双交联型丙烯酸酯橡胶，已无法满足复杂多变的汽车工况和试验苛刻的材料性能要求，但碍于羧酸型丙烯酸酯橡胶弹性大、生热快、门尼稳定性差、合成工艺技术不成熟、生产制程工艺性差（粘模、模污严重）等缺点，行业暂无经验或技术解决以上问题，注射成型工艺用的高耐热高性能新型羧酸型丙烯酸酯橡胶配方更是行业空白。
随着汽车配套厂家对密封配件的工况要求及使用寿命不断提高，相应对于橡胶材料的性能要求也需不断提升，特别是对材料的耐热、耐油、低压变性能要求，目前市场在用的丙烯酸酯橡胶材料，已经难以满足高耐热、高耐油、低压变的高性能要求。因此，提高橡胶材料的耐热、耐油及低压变性能，对提升密炼材料品质、整车质量甚至驾驶安全性能，意义重大。
发明内容
为了满足注射成型工艺要求，本发明提供一种用于注射成型工艺的高耐热高性能新型羧酸型丙烯酸酯橡胶配方。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明，按重量份数计，包含以下原料组分：
生胶CT：70-90份；
生胶CT-2：0-25份；
生胶CT-4：0-15份；
生胶GLS：5-15份；
硫化剂KD-1：0.9-1.4份；
促进剂DOTG：2-2.7份；
防焦剂18D：0.2-1.0份；
防老剂445：2份；
硬脂酸SA：1.5份；
炭黑N330：20-27份；
炭黑N550：30-45份；
炭黑N774：0-10份；
炭黑N990：0-25份；
内脱模剂WS280P：1-2份；
增塑剂二甲基硅油：0.5-2份；
石墨F1：0-2份；
增塑剂TP95：2.5-5份；
流动助剂Deoflow A：0-1.5份；
树脂TMV：1份；
内脱模助剂BL：0-1.5份；
内脱模助剂SEO：0-1份；
内脱模助剂WS280：0-1份。
本发明，由于在配方中创造性地加入普通橡胶配方未使用的TMV树脂，TMV树脂既增加了橡胶的挺性，又大幅度降低丙烯酸酯橡胶的粘性，提高产品的脱模性能，材料物性机械性能也有大幅度提升，同时，并用乙烯丙烯酸酯橡胶GLS，大幅度提高材料的拉伸性能和适当延长硫变时间，提高加工性能。因此，用于注射成型的高耐热、高性能、低压变的羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，独具行业领先性和配方创新性。
本发明，在汽车通用标准对丙烯酸酯的性能要求基础上，对各项性能指标进行研判，合理提高各项试验的性能指标要求，定出性能更优异、材料更具代表性的标准。
本发明，具有如下特点：
生胶：在通用的丙烯酸酯橡胶配方基础上，选用具备低压变、耐热、耐油性能优异的羧酸型生胶，通过并用多种羧酸型门尼的生胶、乙烯丙烯酸酯橡胶，同时不断优化生胶比例，定型生胶的类型及配合比例。
硫化体系：结合注射成型的硫化生产工艺，调试硫化剂、促进剂、防焦剂的种类及比例，满足注射成型的硫化生产工艺（温度、时间、压力）。
补强体系：调整炭黑的种类及比例，通过N330及N550并用，提高材料强度及硬度要求，同时结合材料的低压变要求，添加适量的N990。
防老体系：通过添加防老剂445，提高产品的耐老化性能。防老剂N445与丙烯酸酯橡胶具有较好的相容性，在丙烯酸酯橡胶材料里面添加适量的防老剂445，可以在橡胶材料表面形成一层润滑膜，同时在润滑膜内增大相互滚动或滑动的分子数量和空间，从而阻止空气中氧气、水，紫外线，臭氧对橡胶材料的破坏作用，提高橡胶材料的使用寿命。
加工助剂：因产品形状各异，模具对应结构复杂多样，对橡胶配方的流动性及脱模性能提出新的要求，因此配方需添加流动助剂及辅助产品脱模的内脱模助剂，流动助剂包括Deoflow A。内脱模助剂包括BL、WS280P、二甲基硅油，特别地，该配方创造性地加入普通橡胶配方未使用的TMV树脂，TMV树脂既增加了橡胶的挺性，又大幅度降低丙烯酸酯橡胶的粘性，提高产品的脱模性能，材料物性机械性能也有大幅度提升，通过不断筛选不同种类的辅料，同时调整流动助剂及内脱模助剂在配方中的份数，确定该模块在配方中占比。另外，橡胶的加工过程，需添加对应加工助剂辅助密炼、开炼的加工过程，需添加硬脂酸防止胶料粘辊，同时添加TP95提高胶料加工性能。
本发明与现有技术相比，优点在于：采用该配方设计的胶料，由于最小扭矩低、胶料在模具型腔流动性好、焦烧时间长、工艺性能表现好，适合注射成型的工艺生产技术，大大提高生产效率，对于企业的提质增效具有战略意义，同时用该胶料制成的气缸盖罩密封垫，不仅具有优秀的耐热、耐老化性能（耐195℃高温），同时耐油性能表现优异（特别在3#标准油品），而且高温压缩永久变形小，大大提高了气缸盖罩密封垫在极端恶劣条件下的使用寿命，提高了整车的实用性和安全性。
具体实施方式
实施例1~实施例5给出了本发明所述的用于注射工艺的高性能羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，其原料组成（按重量份数计）如表1所示：
表1：
| 组分 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| CT | 90.00 | 70.00 | 75.00 | 85.00 | 80.00 |
| CT-2 | 0.00 | 25.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| CT-4 | 0.00 | 0.00 | 10.00 | 10.00 | 15.00 |
| GLS | 10.00 | 5.00 | 15.00 | 5.00 | 5.00 |
| N550 | 30.00 | 45.00 | 30.00 | 30.00 | 30.00 |
| N330 | 27.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
| N990 | 25.00 | 5.00 | 0.00 | 20.00 | 20.00 |
| N774 | 0.00 | 0.00 | 10.00 | 0.00 | 0.00 |
| SA | 1.50 | 1.50 | 1.50 | 1.50 | 1.50 |
| 445 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 |
| WS280P | 1.00 | 1.00 | 2.00 | 2.00 | 1.00 |
| 二甲基硅油 | 0.50 | 0.50 | 1.00 | 2.00 | 2.00 |
| 石墨F1 | 2.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| KD-1 | 0.90 | 0.90 | 1.20 | 1.20 | 1.40 |
| DOTG | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.70 | 2.50 |
| 18D | 0.60 | 1.00 | 0.80 | 0.20 | 0.20 |
| SEO | 1.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| TP95 | 5.00 | 5.00 | 4.00 | 3.00 | 2.5 |
| Deoflow A | 0.00 | 0.00 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
| BL | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.50 |
| TMV | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| WS280 | 0.00 | 0.00 | 1.00 | 0.00 | 0.00 |
| // | 199.50 | 185.90 | 178.00 | 186.60 | 186.60 |
在实施例中，其主要原材料来源如下：
丙烯酸酯生胶：日本大阪曹达（Racrester CT、CT-2、CT-4），株式会社大阪曹达有限公司；
乙烯丙烯酸酯生胶：杜邦（Vamac GLS），杜邦化工（中国）有限公司 ；
硫化剂：二胺氨基甲酸盐 (Diak1#)，上海艾定工贸发展有限公司；
促进剂：二邻甲苯胍（DOTG），上海艾定工贸发展有限公司；
防焦剂：十八烷基胺（Armeen 18D），上海艾定工贸发展有限公司；
防老剂：Naugard 445，上海艾定工贸发展有限公司；
硬脂酸：SA1801，上海艾定工贸发展有限公司；
炭黑：N330，欧励隆贸易(上海)有限公司；
炭黑 N550，欧励隆贸易(上海)有限公司；
炭黑：N774，欧励隆贸易(上海)有限公司；
炭黑 N990，欧励隆贸易(上海)有限公司；
石墨F1，上海乔迪化工有限公司；
内脱模剂：SEO，上海昶垣橡塑科技有限公司；
内脱模剂：WS280P，上海乔迪化工有限公司；
内脱模剂：WS280，上海乔迪化工有限公司；
内脱模剂：二甲基硅油，厦门三龙盛化工贸易有限公司；
增塑剂：TP95，上海乔迪化工有限公司；
流动助剂：Deoflow A，东莞市云典橡塑材料有限公司；
树脂：TMV，上海艾定工贸发展有限公司；
内脱模剂：BL，上海艾定工贸发展有限公司。
本发明，其混炼工艺为：将丙烯酸酯橡胶放入密炼机进行塑炼，塑炼的温度为80-85℃，时间为1~1.5min；然后再加入各辅料及加工助剂（除硫化剂、促进剂外），密炼温度为85~100℃，密炼时间控制在3~3.5min；停机清扫附着在密炼压锤的粉料后，继续在密炼机密炼，密炼温度为100-110℃，密炼时间控制在2~2.5min；排胶温度110℃~120℃，在开炼机上进行薄通3-4次后，加入硫化剂和促进剂，同时利用开炼机辊筒对橡胶的剪切力作用，让硫化剂和促进剂融入橡胶中，然后打三角包6个，对胶料进行薄通，出片后制样，并对试样进行物性检测。
本发明，用于注射工艺的流程为：橡胶先进入注射机注射缸进行预热塑化，再通过冷流道，以恒温状态分流到各个型腔的注射口，并以固定压强注射到各个型腔内硫化成型，通过注射成型的产品可获得更高、更稳定的致密性和生产合格率；并且，因注射工艺为橡胶先塑化再硫化，可大幅缩减硫化成型时间。
由实施例1~实施例5制程的橡胶试样按照GB/T528、GB/T531.1、GB/T3512、GB/T1690、GB/T7759.1、GB/T1682检测标准进行检测试验，结果如表2所示。
表2：
从表2的实验数据可以看出，本发明的配方技术指标完全符合技术标准，达到了产品所需性能的要求。其中，实施例1、2、4的生产工艺最优、能够满足绝大多数生产工艺（模压工艺同样适用），拉伸强度等物性也能达到要求；实施例3、5拉伸强度性能较实施例1、2、4有更明显提升，同时压变性能更加优异，也能够满足注射工艺要求。综合实施例1-实施例5，结合物性数据及生产注射工艺，综合评估在注射成型工艺中，选用实施例5 的配方为最优。同时，实施例1-例5总体均具备优异的耐油性能及优秀的压缩永久变形性能，解决了高温恶劣工况下的密封漏油风险，对密封新材料发展、整车质量甚至驾驶安全性能，意义重大、影响深远，可以说在密封配套行业中处于领先地位。
本发明提出的一种用于注射成型工艺的高耐热高性能新型羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，以上已进行了详细描述，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种用于注射工艺的高性能羧酸型丙烯酸酯橡胶配方，其特征在于：按重量份数计，包含以下原料组分：
生胶CT：70-90份；
生胶CT-2：0-25份；
生胶CT-4：0-15份；
生胶GLS：5-15份；
硫化剂KD-1：0.9-1.4份；
促进剂DOTG：2-2.7份；
防焦剂18D：0.2-1.0份；
防老剂445：2份；
硬脂酸SA：1.5份；
炭黑N330：20-27份；
炭黑N550：30-45份；
炭黑N774：0-10份；
炭黑N990：0-25份；
内脱模剂WS280P：1-2份；
增塑剂二甲基硅油：0.5-2份；
石墨F1：0-2份；
增塑剂TP95：2.5-5份；
流动助剂Deoflow A：0-1.5份；
树脂TMV：1份；
内脱模助剂BL：0-1.5份；
内脱模助剂SEO：0-1份；
内脱模助剂WS280：0-1份。
2.根据权利要求1所述的橡胶配方，其特征在于：按重量份数计，包含以下原料组分：
生胶CT：80份；
生胶CT-4：15份；
生胶GLS：5份；
硫化剂KD-1：1.4份；
促进剂DOTG：2.5份；
防焦剂18D：0.2份；
防老剂445：2份；
硬脂酸SA：1.5份；
炭黑N330：20份；
炭黑N550：30份；
炭黑N990：20份；
内脱模剂WS280P：1.0份；
增塑剂二甲基硅油：2.0份；
增塑剂TP95：2.5份；
流动助剂Deoflow A：1.0份；
树脂TMV：1.0份；
内脱模助剂BL：1.5份。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200904 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |