一種橡膠組合物和硫化橡膠及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種橡膠組合物和硫化橡膠及其應(yīng)用，具體地，涉及一種含有無毒性材料的橡膠組合物，和該橡膠組合物制得的硫化橡膠，以及該硫化橡膠在乘用汽車密封條中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]乘用汽車密封條是乘用汽車零部件之一?，F(xiàn)在，乘用汽車密封條的綠色化問題開始引起了人們的關(guān)注和重視。
[0003]目前制備乘用汽車橡膠密封條所使用的大部分原材料，仍可用作綠色乘用汽車橡膠密封條的原材料。例如，第三單體為ENB型的三元乙丙橡膠，由于它們具有較高的硫化速度，很好的擠出工藝性能、優(yōu)異的耐臭氧、耐天候老化性能和較成熟的加工工藝，特別是良好的不污染性，仍然可以是綠色乘用汽車橡膠密封條生產(chǎn)的首選用膠種。一些三元乙丙膠料常用的硫化加工助劑，如炭黑、硫化劑及促進劑等，也仍然可以被用作綠色乘用汽車橡膠密封條的生產(chǎn)原料。
[0004]但是，一些具有毒性的或在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生致癌物質(zhì)的原材料，則禁止用作綠色乘用汽車橡膠密封條的原材料，需要以相應(yīng)的替代品進行替代。例如萘胺和二苯胺類防老齊U、能夠釋放出亞硝胺物質(zhì)的硫化促進劑等，已被限定為生產(chǎn)綠色乘用汽車橡膠密封條禁止選用的原材料。而上述材料是目前汽車橡膠密封條常規(guī)使用的材料。
[0005]CN101230248A公開了一種三元乙丙橡膠為基質(zhì)材料的密封條，其中具體公開使用的促進劑二丁基二硫代氨基甲酸鋅、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、二硫化四甲基秋蘭姆目前屬于綠色乘用汽車橡膠密封條禁用的原材料。
[0006]CN102140206A公開一種無亞硝胺釋放的淺色密封條，其中公開了使用過氧化物硫化劑，但是由于過氧化物硫化劑自身的氧化性強，不僅存在原料使用安全性要求高，而且一般需要采用微波硫化方法，不能使用常規(guī)的工業(yè)硫化生產(chǎn)方法，因此存在實際生產(chǎn)應(yīng)用上的困難。
[0007]由此可見，需要選擇合適的無毒性材料，制備橡膠組合物，并能夠適用于生產(chǎn)綠色乘用汽車橡膠密封條。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有用于制備乘用汽車橡膠密封條的橡膠組合物含有有毒材料的缺陷，提供了一種橡膠組合物和硫化橡膠及其應(yīng)用。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物含有乙丙橡膠、活化劑、增強劑、石蠟油、硫化促進劑和硫化劑，其特征在于，所述硫化促進劑為2-硫醇基苯并噻唑、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆和二乙基二硫代氨基甲酸碲。
[0010]本發(fā)明還提供了一種硫化橡膠，該硫化橡膠由本發(fā)明提供的橡膠組合物經(jīng)混煉和硫化制得，所述硫化的條件包括:硫化的溫度為140-160°C，硫化的壓力為5-10MPa，硫化的時間為10-50分鐘。
[0011]本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的硫化橡膠在乘用汽車密封條中的應(yīng)用。
[0012]本發(fā)明提供的橡膠組合物中含有無毒性的原材料，不僅可以制備得到乘用汽車橡膠密封條，而且經(jīng)性能測定，由該橡膠組合物制成的硫化橡膠可以滿足乘用汽車橡膠密封條使用的物理性能、加工性能和氣味性，能夠獲得綠色乘用汽車橡膠密封條。
[0013]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0014]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0015]圖1-4是實施例1-4中硫化橡膠B1-B4擠出產(chǎn)品的外觀照片。
【具體實施方式】
[0016]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0017]本發(fā)明提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物含有乙丙橡膠、活化劑、增強劑、石蠟油、硫化促進劑和硫化劑，其特征在于，所述硫化促進劑為2-硫醇基苯并噻唑(促進劑M)、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促進劑CZ)、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆(促進劑TE)和二乙基二硫代氨基甲酸碲(促進劑TDEC)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，以100質(zhì)量份的乙丙橡膠為基準，活化劑的含量為1-20質(zhì)量份、增強劑的含量為20-200質(zhì)量份、石蠟油的含量為20-150質(zhì)量份、2-硫醇基苯并噻唑的含量為0.8-2.2質(zhì)量份、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的含量為0.6-3質(zhì)量份、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆的含量為0.2-2質(zhì)量份、二乙基二硫代氨基甲酸碲的含量為0.2-2質(zhì)量份、硫化劑的含量為0.5-2質(zhì)量份。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述橡膠組合物中的2-硫醇基苯并噻唑、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆和二乙基二硫代氨基甲酸碲均為符合綠色乘用汽車橡膠密封條使用的無毒性原材料。并且當所述橡膠組合物中同時含有上述促進劑且促進劑的含量為上述特定范圍時，更有利于所述橡膠組合物經(jīng)硫化制得的硫化橡膠的性能符合乘用汽車橡膠密封條要求的物理性能、加工性能和氣味性。上述促進劑均可商購獲得。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述活化劑為氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸和聚乙二醇中的至少一種，優(yōu)選所述活化劑為氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸和聚乙二醇；其中，所述氧化鋅為普通氧化鋅、納米活性氧化鋅和預(yù)分散氧化鋅ZnO-SO中的至少一種，優(yōu)選所述氧化鋅為納米活性氧化鋅。聚乙二醇可以例如為重均分子量為3500-4400，羥值26-32mgK0H/g。上述活化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的活化劑，可以商購獲得。優(yōu)選納米活性氧化鋅的平均粒徑為l_50nmo
[0021]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述氧化鎂為普通氧化鎂和/或納米活性氧化鎂。優(yōu)選納米活性氧化鎂的平均粒徑為l_3nm。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，以100質(zhì)量份的乙丙橡膠為基準，氧化鋅的含量為3-10質(zhì)量份、硬脂酸的含量為1-3質(zhì)量份、聚乙二醇的含量為1-10質(zhì)量份、氧化鎂的含量為2-20質(zhì)量份。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述增強劑為碳酸鈣和/或炭黑，優(yōu)選地，所述增強劑為碳酸鈣和炭黑；所述碳酸鈣為普通碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和納米活性碳酸鈣中的至少一種。上述增強劑可以商購獲得。優(yōu)選納米活性碳酸鈣的平均粒徑為l_40nm。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，以100質(zhì)量份的乙丙橡膠為基準，碳酸鈣的含量為20-120質(zhì)量份、炭黑的含量為40-200質(zhì)量份。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，以所述乙丙橡膠的總重量為基準，所述乙丙橡膠中乙烯結(jié)構(gòu)單元的含量50-70重量％、第三單體的含量4-6重量％ ;所述乙丙橡膠的重均分子量為20萬-40萬，所述第三單體為5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述硫化劑為普通硫黃、不溶性硫黃IS60-10和預(yù)分散硫黃S-80中的至少一種；優(yōu)選所述硫化劑為預(yù)分散硫黃S-80。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的橡膠組合物含有乙丙橡膠、氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸、聚乙二醇、碳酸鈣、炭黑、石蠟油、2-硫醇基苯并噻唑、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆和二乙基二硫代氨基甲酸碲和硫磺。以100質(zhì)量份的乙丙橡膠為基準，氧化鋅的含量為3-10質(zhì)量份、硬脂酸的含量為1-3質(zhì)量份、聚乙二醇的含量為1-10質(zhì)量份、氧化鎂的含量為2-20質(zhì)量份、碳酸鈣的含量為20-120質(zhì)量份、炭黑的含量為40-200質(zhì)量份、石蠟油的含量為20-150質(zhì)量份、2-硫醇基苯并噻唑的含量為0.8-2.20質(zhì)量份、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的含量為0.6-3質(zhì)量份、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆的含量為0.2-2質(zhì)量份、二乙基二硫代氨基甲酸碲的含量為0.2-2質(zhì)量份、硫磺的含量為0.5-2質(zhì)量份。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的橡膠組合物含有乙丙橡膠(乙丙橡膠中乙烯結(jié)構(gòu)單元的含量為50-70重量％、第三單體的含量為4-6重量％ ;所述乙丙橡膠的重均分子量為20萬-40萬，所述第三單體為ENB)、納米活性氧化鋅(平均粒徑為l-50nm)、納米活性氧化鎂(平均粒徑為l_30nm)、硬脂酸、聚乙二醇(重均分子量為3500-4400，羥值26-32mgK0H/g)、納米活性碳酸鈣(平均粒徑為1-40nm)、炭黑、石蠟油、2-硫醇基苯并噻唑、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆和二乙基二硫代氨基甲酸碲和預(yù)分散硫黃S-80。以100質(zhì)量份的乙丙橡膠為基準，納米活性氧化鋅的含量為3-10質(zhì)量份、硬脂酸的含量為1-3質(zhì)量份、聚乙二醇的含量為1-10質(zhì)量份、納米活性氧化鎂的含量為2-20質(zhì)量份、納米活性碳酸?丐的含量為20-120質(zhì)量份、炭黑的含量為40-200質(zhì)量份、石臘油的含量為20-150質(zhì)量份、2-硫醇基苯并噻唑的含量為0.8-2.20質(zhì)量份、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的含量為0.6-3質(zhì)量份、二硫化二乙基二苯基秋蘭姆的含量為0.2-2質(zhì)量份、二乙基二硫代氨基甲酸碲的含量為0.2-2質(zhì)量份、預(yù)分散硫黃S-80的含量為0.5-2質(zhì)量份。采用含有上述組分以及特定的組分含量的橡膠組合物可以獲得性能更好的硫化橡膠，更適合于制備獲得符合要求的綠色乘用汽車橡膠密封條。
[0029]本發(fā)明還提供了一種硫化橡膠，該硫化橡膠由本發(fā)明提供的橡膠組合物經(jīng)混煉和硫化制得，所述硫化的條件包括:硫化的溫度為140-160°C，硫化的壓力為5-10MPa，硫化的時間為10-50分鐘。
[0030]制備硫化橡膠可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的方法，例如將乙丙橡膠100份在雙輥筒煉膠機上，于溫度35±5°C先后加入氧化鋅3-10質(zhì)量份，硬脂酸1-3質(zhì)量份，炭黑40-200質(zhì)量份，石蠟油20-150質(zhì)量份，碳酸鈣20-120質(zhì)量份，聚乙二醇1_10質(zhì)量份，氧化鎂2_20質(zhì)量份，促進劑M0.8-2.2質(zhì)量份、促進劑CZ0.6-3質(zhì)量份、促進劑ΤΕ0.2-2質(zhì)量份、促進劑TDEC0.2-2質(zhì)量份和硫黃0.5-2質(zhì)量份混煉均勻，再將共混物在溫度140_160°C，壓力5-10MPa的液壓平板硫化機上模壓10-50分鐘，獲得所述硫化橡膠。
[0031 ] 本發(fā)明還提供了本發(fā)明提供的硫化橡膠在乘用汽車密封條中的應(yīng)用。
[0032]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0033]采用硫化儀測試分析硫化橡膠的硫化特性。T9tl為正硫化時間，正硫化時間越短，