專利名稱：橡膠材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及特別是用于風擋刮水器的刮水片或者用于機動車輪胎的橡膠材料，以及它們根據(jù)獨立權利要求的前序部分的用途。
背景技術：
對于風擋刮水片重要的是，其能夠盡可能良好地適配機動車的風擋輪廓和在不同溫度下保持柔韌性。因此，刮水片通常由彈性體型材制成，其中主要使用橡膠材料例如天然橡膠或者合成橡膠(例如氯丁橡膠或者EPDM)。此外還已知由硅橡膠或者聚氨酯橡膠制得的刮水片。
例如在DE 19615421A1中記載了這樣的刮水片。這種刮水片包括能使刮水片固定在金屬夾中的底座部分以及經連接片與底座部分連接和在其面向待擦拭的玻璃表面的一端具有唇區(qū)域的雨刷唇。所述底座部分和連接件由橡膠基材構成，該基材至少基本上由聚氯丁二烯構成，與之相反，雨刷唇具有不同的材料組成。此外，該刮水片含有氧化鋅和炭黑作為填料，它們能夠影響刮水片的機械性能及其可加工性。刮水片優(yōu)選通過共擠出工藝制備。
本發(fā)明的任務在于提供一種橡膠材料及其制備方法，使得能夠產生形狀穩(wěn)定和可承載機械負荷的型材。
發(fā)明的益處與現(xiàn)有技術相比，根據(jù)權利要求1的區(qū)別性特征的本發(fā)明的橡膠材料具有如下優(yōu)點提供了可以以良好的可重現(xiàn)性和從而廉價地生產的具有有利的性能分布的對于制備刮水器或者汽車輪胎合適的橡膠材料。這通過下面的方法得以實現(xiàn)，其中所述橡膠材料含有作為填料的至少兩種炭黑類型的混合物，因為兩種炭黑類型的混合物與僅使用單一的炭黑類型相比允許較高的橡膠材料填充度，而沒有劣化在最終情況中的橡膠材料的機械性質(例如就其硬度而言)。
優(yōu)選地，如此選擇兩種炭黑類型的用量份數(shù)，使得對于橡膠材料的加工達到有利的盡可能高的填充度，另一方面，經硬化的橡膠材料的總硬度不應過高，因為否則該體系呈脆性和例如不再具有擦拭能力。
本發(fā)明的有利的進一步改進由從屬權利要求中所述的措施給出。
因此，特別是當橡膠材料含有爐黑和熱裂法炭黑的混合物作為填料時是有利的，因為它們在其粒度方面和對于橡膠材料所得到的機械性能方面來看明顯不同和因此通過這兩種炭黑類型的混合比能夠最優(yōu)地調節(jié)橡膠材料的機械性能。
此外，當橡膠材料中所含的至少一種橡膠類型含有在未經硫化的狀態(tài)下具有不同粘度的兩個部分時是有利的。其中兩個部分的用量比如此選擇，使得調節(jié)到對于橡膠材料加工而言有利的生橡膠材料的總粘度。生橡膠材料的總粘度對于例如在擠出時的材料膨脹性能具有顯著影響，并從而是所得橡膠型材具有足夠形狀穩(wěn)定性的先決條件。
此外，當所述橡膠材料含有例如有機樹脂形式的均化劑時是有利的，這使得該橡膠材料形成兩種橡膠部分以及其他在橡膠材料中所含物質的穩(wěn)定分散體。
在一個特別優(yōu)選的實施方案中，所述橡膠材料不含氧化鈣或者氫氧化鈣。氧化鈣在常規(guī)橡膠材料中在加工期間特別作為干燥劑添加，但是其劣化了所得橡膠材料的機械性能。
附圖本發(fā)明的實施例描繪在附圖中并在后面的說明書中詳細闡述。

圖1示出了通過帶外置彈簧夾的本發(fā)明刮水片的橫截面。
實施例在圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例的刮水片10。該刮水片具有基本上條形的結構。該刮水片包括拓寬的頂部1，其經換向連接片2與楔子3連接。頂部1具有用于容納未示出的外置彈簧夾的適配件8。楔子3在其與頂部1相對置和朝向待凈化玻璃表面的一側上逐漸變細到雨刷唇4。
頂部1和換向連接片2優(yōu)選由EPDM(乙烯-丙烯-二烯三聚物)、EPR(乙烯-丙烯共聚物)、CR(氯丁二烯)、NR(天然橡膠)、BR(聚丁二烯)、SBR(苯乙烯-丁二烯橡膠)或者IR(聚異戊二烯)或者它們的混合物制備。楔子3優(yōu)選同樣由所述材料制備，但是在其材料組成方面與頂部1不同。為了將換向連接片2更好地固定在楔子3中，楔子3與換向連接片2相鄰的區(qū)域5由換向連接片2的材料制成。
所述橡膠材料含有至少一種所述橡膠類型EPDM、SBR、EPR、CR、BR、NR或者IR的兩種部分，盡管它們屬于同一種橡膠類型，但是它們的粘度在未硫化狀態(tài)下不同。因此，該橡膠材料例如可以含有第一門尼粘度(125℃)為例如20-95門尼、優(yōu)選20-50門尼的EPDM1部分和第二門尼粘度為例如20-95門尼、優(yōu)選50-95門尼的EPDM2部分。選擇EPDM1和EPDM2兩部分的用量比，使得生橡膠材料的總粘度處于優(yōu)選的30-60門尼范圍內和從而保證最佳的生橡膠材料加工。
EPDM1和EPDM2部分的不同粘度可以例如通過在該部分中所含的相應添加劑來調節(jié)或者通過相應地選擇作為三聚物EPDM的基礎的單體乙烯、丙烯和二烯的用量比來調節(jié)。另一調節(jié)粘度的可能性在于改變作為EPDM基礎的二烯。
此外，提高EPDM中的乙烯含量導致其可擠出性的改善，與之相反，提高丙烯含量改善了所得EPDM的彈性。這同樣適用于取決于其乙烯和丙烯含量的EPR的性能。
所述橡膠材料可以含有多種橡膠類型。其中在一種橡膠類型中可以含有兩種或多于兩種部分，但是也可能的是，在橡膠材料中所含的至少兩種橡膠類型中存在兩種或者更多部分。其中術語一種部分總是理解為與作為基礎的橡膠類型結構類似或者結構相同的物質部分。
在一個優(yōu)選的實施方案中，頂部1由EPDM、CR或者由它們的混合物制備，而楔子3和雨刷唇4由BR制備。優(yōu)選地，楔子3和雨刷唇4由至少兩種不同的BR部分的混合物構成，它們在例如側鏈或者它們的順/反順序方面不同。
所述橡膠材料還含有均化劑，該均化劑確保不同橡膠類型或部分在生橡膠材料中的更好的均勻混合性。這同時導致了作為填料和助劑在生橡膠物料中的分散體的總生橡膠材料的穩(wěn)定化。作為均化劑可以示例性使用芳族樹脂或者脂族樹脂。
所述橡膠材料還含有至少一種填料。該填料優(yōu)選由炭黑組成。作為炭黑可以示例性使用所謂的爐黑。然而，經證實有利的是，使用爐黑和熱裂法炭黑的混合物作為填料。爐黑通常具有相對細的粒度和在高填充度下導致盡管耐磨但是相對較硬的橡膠材料，而熱裂法炭黑具有粗的粒度，即使在高填充度下也僅導致橡膠材料硬度的少量增加。
優(yōu)選地，選擇兩種炭黑類型的用量份數(shù)，使得達到對于橡膠材料的加工而言有利的盡可能高的填充度，另一方面使得經硬化的橡膠材料的總硬度不會過高，因為否則體系呈脆性和例如不再能進行擦拭。
在向橡膠材料中額外添加增塑劑時，能夠達到特別高的填充度，因為由此可以有效地抑制隨著填料含量提高而增加的橡膠材料變脆。適合作為增塑劑的是例如合成增塑劑和礦物油。
通常在制備橡膠材料時向生橡膠材料中添加干燥劑。在免去這種干燥劑時，原料中所含的水分在擠出或者硫化階段會導致以這種方式制備的橡膠型材的多孔表面。在橡膠材料中使用的常規(guī)干燥劑是例如氧化鈣。它們在與橡膠材料中所含的水分接觸時形成氫氧化鈣。然而，在使用氧化鈣時可能產生所獲得的氫氧化鈣形成晶體的問題。
由于這一原因，在制備本發(fā)明的橡膠材料時優(yōu)選不添加氧化鈣。為了仍然獲得所得的型材的足夠好的表面，需要檢查對于用于制備橡膠材料所需的原材料中的水分含量和視需要使這些原料在隔離水分的條件下分開儲存。此外，生橡膠材料的硫化以盡可能短的反應時間進行。對此特別合適的是基于過氧化物的硫化體系。
在下文中示例性實施了一種橡膠材料和其組成均以彈性體的100重量份(phr)計的實施例。

如此進行橡膠材料的制備其中首先將一種或多種橡膠類型或者一種或多種所涉及橡膠類型的部分與一種或多種填料、均化劑和其他加工助劑進料到擠出機中并于其中進行強烈混合。或者，所述原材料也可以供給到混合步驟中，于其中被混合和例如模壓或者供給到注塑工藝中。
以這種方式可以制得型材束，其中該型材束在制備用于風擋刮水器的擦拭橡膠時具有雙股形狀，其中兩個擦拭橡膠單股件在雙股件的長度方向上在雨刷唇范圍內相互粘合。為了硫化，將所得的雙股件例如供給到鹽浴或者爐中，并于其中以約220℃的溫度硫化。在另一步驟中通過例如石墨化、鹵化、涂漆或者施加涂料按需要進行表面改性。然后對硫化的彈性體型材在長度或者橫截面方向進行最終切割。
或者，僅有目的地對刮水片的特定表面部分進行改性。由此可以通過合適的加工步驟在有目的地覆蓋刮水片未經改性的區(qū)域時例如僅對與待清潔表面接觸的雨刷唇進行改性，或者附加地或者可替換地對刮水片的導向槽進行改性，利用該導向槽可以將刮水片引導到相應的刮水片固定裝置中。
權利要求
1.橡膠材料，尤其是用于風擋刮水器的刮水片或者用于機動車輪胎的橡膠材料，其含有至少一種橡膠類型、至少一種填料以及加工助劑，該橡膠材料的特征在于，所述填料包括至少兩種不同炭黑類型的混合物。
2.權利要求1的橡膠材料，其特征在于，所述填料包括爐黑和熱裂法炭黑的混合物。
3.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，該橡膠材料含有40-320重量份的填料，以彈性體為100重量份計。
4.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，含有增塑劑和/或礦物油。
5.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，所述橡膠類型是EPDM、EPR、BR、SBR、IR或者CR。
6.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，至少一種橡膠類型具有第一和第二部分，該第一和第二部分在未經硫化的情況下其粘度不同。
7.權利要求6的橡膠材料，其特征在于，所述第一部分的門尼粘度為20-95門尼。
8.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，該橡膠材料基本上不含氧化鈣。
9.前述權利要求中任一項的橡膠材料，其特征在于，該橡膠材料基本上不含氧化鋅。
10.用于風擋刮水器的刮水片，其特征在于權利要求1-9之一的橡膠材料。
11.權利要求10的刮水片，其特征在于，刮水片的頂部(1)和/或聯(lián)接片(2)由EPDM和/或CR制備，而刮水片的雨刷唇(4)由BR制備。
全文摘要
本發(fā)明記載了特別是用于風擋刮水器的刮水片或者用于機動車輪胎的橡膠材料，該橡膠材料含有至少一種橡膠類型、至少一種填料以及加工助劑。該橡膠材料在所含的至少一種橡膠類型中含有第一和第二部分，它們在未硫化狀態(tài)時的粘度方面不同。
文檔編號C08K3/04GK1890139SQ200480035958
公開日2007年1月3日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權日2003年12月5日
發(fā)明者R·蓋倫柯亨 申請人:羅伯特·博世有限公司