專利名稱：一種低成本耐高溫橡膠材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠類復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種低成本耐高溫橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于汽車產(chǎn)量不斷擴(kuò)大，汽車用橡膠配件需求量猛增。僅汽車耐高溫密封件ー項(按照每輛車平均使用密封件10個計算，到2015年，新車、舊車維修用耐高溫耐油密封件用量最低需求量就達(dá)I億多個)，需要耐高溫膠料上千萬噸。目前，國內(nèi)汽車配件方面使用的耐高溫材料主要是氫化丁腈橡膠(HNBR)和氟橡膠(FKM)。HNBR最高使用溫度為150°C，物理性能、耐油、エ藝等都十分優(yōu)秀，但價格過于昂貴，每公斤在300到400元之間；FKM雖有較高的使用溫度(250°C )，良好的機(jī)械性能，但其填充量小、エ藝性能比較差，尤其是低溫性能較差(_20°C)，且價格不菲(200元/公斤)。因此，開發(fā)性能良好的低成本的耐高溫橡膠材料就很有必要，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種低成本耐高溫橡膠材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有耐聞溫橡I父材料價格聞，廣品競爭カ低，制造風(fēng)險聞等問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于包括以下物質(zhì)及質(zhì)量份數(shù)こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)與三元こ丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料100份、納米補(bǔ)強(qiáng)劑30 50份、納米白 炭黑15 40份、偶聯(lián)劑I 3份、軟化增塑劑5 10份、防老劑2 3份、エ藝助劑2 5份、耐熱助劑5 15份、硫化劑2 7份、硫化助劑2 5份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在干所述的こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)和三元こ丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料中的こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為80%。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在干所述的納米補(bǔ)強(qiáng)劑為納米炭黒、納米碳酸鈣、納米硅酸鹽、納米氧化鋅中的任意ー種或兩種，其中納米炭黑質(zhì)量份數(shù)至少25份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在干所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑中的任意ー種。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的軟化增塑劑為石蠟油、環(huán)烷油和芳烴油中的任意ー種或兩種，軟化增塑劑的質(zhì)量份數(shù)不超過10份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的防老劑為防老劑445、防老劑DDA、防老劑MBZ中的任意ー種，其中防老劑445質(zhì)量份數(shù)不少于2份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在干所述的エ藝助劑由聚こ烯蠟、聚こニ醇和微晶蠟組成，其中聚こ烯蠟的質(zhì)量份數(shù)不少于2份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的耐熱助劑由稀土金屬氧化物氧化鈰、表面改性氧化鎂和甲基丙烯酸鋅組成，其中稀土金屬氧化物氧化鈰的質(zhì)量份數(shù)不少于2份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材 酰亞胺、三羥甲基丙烷三(2-甲基丙烯酸)酷中的任ー種或兩種，交聯(lián)助劑的質(zhì)量份數(shù)為2 5份。所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于ー種低成本耐高溫橡膠材料的制備方法包括塑煉、混煉、硫化三個步驟(I)塑煉こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)和三元こ丙橡膠(EPDM)在開煉機(jī)中合煉、薄通一定時間，直至100°c門尼粘度粘度ML1+4在40 60 ;(2)混煉將上述合煉后的母膠移入密煉機(jī)，然后將納米增強(qiáng)劑和納米白炭黑以及偶聯(lián)劑加入密煉機(jī)(以密煉機(jī)容量的70%為宜)進(jìn)行密煉，其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度控制在50 120r/min，混煉3分鐘后加入軟化劑、防老劑、耐熱助劑等(硫化劑除外)混煉時間至少5min，溫度升至110°C排料；在開煉機(jī)上薄通3 4遍，出片掛晾，停放12小時后用開煉機(jī)加入硫化劑，薄通4 5遍出片冷卻(整個加硫過程控制輥溫不超過100°C )；(3)硫化停放12小時后，將上述試驗所得的混煉膠返煉一遍，裝入模具中，在平板硫化機(jī)上硫化，硫化時間10 15min，硫化溫度160 180°C，硫化壓カ9 12MPa。本方案相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點和效果I.橡膠材料適用的溫度范圍能夠達(dá)到-40 200°C，具有較好的耐高溫性能。 2.降低了耐高溫橡膠材料的價格，提高了產(chǎn)品的競爭カ。3.通過選取合適的助劑，使橡膠材料具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、耐老化及耐油性能。


圖I是本發(fā)明在200°C、72h扯斷伸長率隨時間變化曲線。圖中，縱坐標(biāo)為扯斷伸長變化率Λ E，単位％，橫坐標(biāo)為老化時間t，単位h。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)ー步的具體說明實施例I將こ烯丙烯酸酯橡膠和三元こ丙橡膠按質(zhì)量份數(shù)配比分別為95 5,90 10、85 15和80 20的比例在開煉機(jī)中塑煉一定時間、薄通多次后，直至混合膠的在門尼粘度粘度ML1+4在40 60范圍內(nèi)。將上述塑煉后的母膠移入密煉機(jī)，母膠的質(zhì)量份數(shù)按100份計，將25 50份納米增強(qiáng)劑炭黑、5 25份的CaCO3和15 40份粒徑為10 30nm的氣相納米白炭黑以及I 3份硅烷偶聯(lián)劑A-172加入密煉機(jī)，其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度控制在50 120r/min，溫度控制在110°C以下，混煉3分鐘后加入軟化劑、防老劑、耐熱助劑等(硫化劑除外)混煉時間至少5min,溫度升至110°C排料；在開煉機(jī)上薄通3 4遍，出片掛晾；停放12小時后用開煉機(jī)加入硫化劑，硫化體系選用ZnO/DCP/PDM/TIAC，總用量為7. 5 15份，質(zhì)量配比分別為5 : 3 : I : 1、4 : 3 : 2 : I和4 : 3 : I : 2，薄通4 5遍出片冷卻(整個加硫過程控制輥溫不超過80°C )。最后為硫化成型階段，膠料停放12小時后，將上述試驗所得的混煉膠返煉一遍，裝入模具中，在平板硫化機(jī)上硫化，硫化時間4 5min,硫化溫度180 185°C,硫化壓カ9 12MPa。對不同膠料配比所制備的橡膠材料，其它組份均為定值且檢測條件相同，檢測結(jié)果見表1，檢測方法均按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。表I
權(quán)利要求
1.ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于包括以下物質(zhì)及質(zhì)量份數(shù)こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)與三元こ丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料100份、納米補(bǔ)強(qiáng)劑30 50份、納米白炭黑15 40份、偶聯(lián)劑I 3份、軟化增塑劑5 10份、防老劑2 3份、エ藝助劑2 5份、耐熱助劑5 15份、硫化劑2 7份、硫化助劑2 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)和三元こ丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料中的こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的納米補(bǔ)強(qiáng)劑為納米炭黑、納米碳酸鈣、納米硅酸鹽、納米氧化鋅中的任意ー種或兩種，其中納米炭黑質(zhì)量份數(shù)至少25份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為 硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、磷酸酯偶聯(lián)劑中的任意ー種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的軟化增塑劑為石蠟油、環(huán)烷油和芳烴油中的任意ー種或兩種，軟化增塑劑的質(zhì)量份數(shù)不超過10份。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的防老劑為防老劑445、防老劑DDA、防老劑MBZ中的任意ー種，其中防老劑445質(zhì)量份數(shù)不少于2份。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的エ藝助劑由聚こ烯蠟、聚こニ醇和微晶蠟組成，其中聚こ烯蠟的質(zhì)量份數(shù)不少于2份。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的耐熱助劑由稀土金屬氧化物氧化鈰、表面改性氧化鎂和甲基丙烯酸鋅組成，其中稀土金屬氧化物氧化鈰的質(zhì)量份數(shù)不少于2份。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料，其特征在于所述的硫化劑中的交聯(lián)助劑為三烯丙基異氰脲酸酷、N, N-間苯撐雙馬來酰亞胺、三羥甲基丙烷三(2-甲基丙烯酸)酯中的任ー種或兩種，交聯(lián)助劑的質(zhì)量份數(shù)為2 5份。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種低成本耐高溫橡膠材料,其特征在于一種低成本耐高溫橡膠材料的制備方法包括塑煉、混煉、硫化三個步驟 (1)塑煉こ烯丙烯酸酯橡膠(AEM)和三元こ丙橡膠(EPDM)在開煉機(jī)中合煉、薄通一定時間，直至100°C門尼粘度粘度ML1+4在40 60 ; (2)混煉將上述合煉后的母膠移入密煉機(jī)，然后將納米增強(qiáng)劑和納米白炭黑以及偶聯(lián)劑加入密煉機(jī)(以密煉機(jī)容量的70%為宜)進(jìn)行密煉，其中密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度控制在50 120r/min,混煉3分鐘后加入軟化劑、防老劑、耐熱助劑等(硫化劑除外)混煉時間至少5min，溫度升至110°C排料；在開煉機(jī)上薄通3 4遍，出片掛晾，停放12小時后用開煉機(jī)加入硫化劑，薄通4 5遍出片冷卻(整個加硫過程控制輥溫不超過100°C )； (3)硫化停放12小時后，將上述試驗所得的混煉膠返煉一遍，裝入模具中，在平板硫化機(jī)上硫化，硫化時間10 15min，硫化溫度160 180°C，硫化壓カ9 12MPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低成本耐高溫橡膠材料及其制備方法，橡膠材料包括以下物質(zhì)及質(zhì)量份數(shù)乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)與三元乙丙橡膠(EPDM)復(fù)合材料100份、納米補(bǔ)強(qiáng)劑30～50份、納米白炭黑15～40份、偶聯(lián)劑1～3份、軟化增塑劑5～10份、防老劑2～3份、工藝助劑2～5份、耐熱助劑5～15份、硫化劑2～7份、硫化助劑2～5份。橡膠材料制備方法包括塑煉、混煉、硫化三個步驟。本技術(shù)方案制備的耐高溫橡膠材料力學(xué)性能穩(wěn)定，具有較好的耐高溫性能，產(chǎn)品價格較低，競爭力較強(qiáng)。
文檔編號C08L23/08GK102731893SQ20121023776
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者高超峰 申請人:西安漢華橡膠科技有限公司