专利名称：一种车用耐高温密封胶垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及橡胶制备领域，具体涉及了一种车用耐高温密封胶垫。
背景技术：
三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料，并用少量的非共轭二烯烃在Zeigler-Netta催化剂作用下聚合而成的一种具有低不饱和度的通用合成橡胶。EPDM中虽然引入了二烯类单体，但在侧链上其不饱和度仅为1% _2%，其主链仍与二元乙丙橡胶一样，为不含双键的完全饱和的非极性直链型结构。因此，EPDM具有高度的化学稳定性，良好的耐臭氧、耐天候老化、耐热老化性能以及优异的电绝缘性能，应用范围很广泛。现有的汽车水箱便尝试采用EPDM作为主要原料，但如何改善EPDM的压缩永久变形和热老化性能，仍是业界内亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种车用耐高温密封胶垫，以EPDM为主要原料研制的车用耐高温密封胶垫混炼胶，分别从生胶选择、硫化体系和各种加工助剂的配合技术等方面着手，改善了EPDM的压缩永久变形和热老化性能。为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是一种车用耐高温密封胶垫，由100质量份的三元乙丙橡胶、2-4质量份的硫化剂、20-50质量份的补强剂、0-10份的防老剂和10-20份的其它制剂组成。优选的，所述三元乙丙橡胶中的第三单体是ENB，且其含量在7. 5%以上。优选的，所述乙烯/丙烯比最高为60/40。优选的，所述硫化剂为硫磺和硫化促进剂组成的硫化体系，所述硫化体系为过氧化物体系或复合硫化体系。优选的，所述补强剂为半补强炭黑。 优选的，所述软化剂为芳烃油、环烷油或石蜡油。本发明方法的优势在于EPDM具有优异的耐热、耐臭氧、压缩永久变形性能等一系列优点，经过适当配合可制成中低硬度的EPDM硫化胶，该硫化胶可长期在150°C下使用，满足汽车水箱等部件的使用要求。
具体实施例方式实施例II、原材料选择1)EPDM生胶的选择EPDM第三单体的品种及数量不同，导致其侧链上不饱和基团数量也不尽相同，并且乙丙橡胶中由于乙烯的比例不同以及是否充油等因素，都将影响最终产品的力学性能，、尤其是耐热老化性能。要通过缩短硫化时间来实现所期望的生产效率，生胶必须是快速硫化型的。这样首先要求生胶是高度不饱和的，也就意味着EPDM中的第三单体一定是ENB，且其含量可能要在7. 5%以上。这是由于不饱和的ENB与硫黄和促进剂相结合的活性要高于双环戊二烯(DCPD)或1，4己二烯，可在较短的时间内建立高度的交联，从而很快达到压缩永久变形等物理性能要求。其次是乙烯/丙烯比。如果没有低温要求的话，即使高达75/25的乙烯/丙烯比都可采用。若对低温性能有要求，如对于汽车密封胶垫，乙烯/丙烯比常常最高为60/40。然而，乙烯含量低也带来一系列问题，包括生胶强度的降低、胶料成本的增加(因为填充能力降低)以及拉伸强度和耐磨性等物理性能的损失、混炼周期也相应的延长。为此，这些问题只有通过提高相对分子质量(5. 0*105-7. 5*105)来解决。要考虑的第三个生胶性能是相对分子质量分布(mwd)，看其分布是窄、是宽、还是适中。窄相对分子质量分布可使生胶在一定的不饱和度下达到较高的硫化效率，并能改善其压缩永久变形性能，但窄相对分子质量分布的生胶，强度不是很好；宽分布生胶流动性好，但具有硫化速率较慢和最终硫化程度较低的倾向，为了达到所需的物理性能，宽分布生胶还需要进行更多的胶料配方改进；中等相对分子质量分布的生胶综合了宽分布和窄分布生胶两者的性能优势，提供了均衡的特性，并且更倾向于沿着所需物理性能的方向对分子分布进行调整。因此，要想得到性能优异的汽车密封胶垫，就应综合考虑EPDM生胶的ENB含量、乙烯/丙烯比、相对分子质量和相对分子质量分布等所有因素。 2)硫化体系对于EPDM而言，则既可选择硫磺-促进剂硫化体系，也可选择有机过氧化物硫化体系。采用传统的硫磺硫化体系，硫化胶中形成多硫键，这些键键能较低，容易断裂，耐热性较差；但硫黄硫化可获得较大的伸长率、较高的撕裂强度和较大的硬度，且可提高厚橡胶制品的加工安全性。如果选择有机过氧化物(如DCP等)，由于过氧化物硫化体系形成的网络结构中，C-C交联键的键能高于硫黄硫化体系所形成的多硫键的键能，因此耐热老化性和压缩永久变形较好；但其伸长率较小，且由于EPDM主链上没有不饱和键，用过氧化物硫化，硫化速度慢，交联效率低，为了提高过氧化物交联剂的硫化效果，可适当并用助交联剂，如异氰尿酸三烯丙酯(TAIC)或氰尿酸三烯丙酯(TAC)等。相比之下，复合硫化体系的胶料综合物理性能较好，其原因可能是采用复合硫化体系的胶料中不仅有碳-碳交联键，还存在硫键，在受到拉伸时，键能较大的碳-碳交联键首先承受应力，并在低伸长状态下断裂，此时由于硫键的应力疏导和互换重排特性，使应力均匀分散，从而维持胶料高伸长状态，胶料具有良好的拉伸性能。综上所述，在耐热型乙丙胶料配方中，硫化体系宜选择过氧化物体系或者复合硫化体系。3)补强剂EPDM属非自补强型橡胶，生胶强度低，必须加入补强剂才能满足使用要求。补强剂在EPDM中的补强效果主要取决于补强填充剂的粒子大小、比表面积、结构、化学性质等。炭黑作为橡胶最为有效的补强剂，其性质直接影响硫化橡胶的物理机械性能。与高耐磨炭黑、槽法炭黑等主要炭黑品种相比，半补强炭黑(如N990、N754等)在低压缩永久变形EPDM制品中的应用更为广泛。4)软化剂 乙丙橡胶中，使用软化剂可改善胶料的加工性能，控制硬度。常用软化剂有芳烃油、环烷油和石蜡油，一般用量控制在15份以下。软化剂品种的选择，需和硫化体系联系起来统筹考虑。当耐热性要求高时，应选用石蜡油。采用过氧化物硫化体系硫化时，最好选用石蜡油，或者选用带支链的多烷基苯油，后者更可以获得较高的交联密度。交联密度硫化胶的使用性能与橡胶在硫化过程中形成的网络结构密切相关。采用平衡溶胀法可以测定与硫化胶网络结构相关的VT。橡胶分子间的化学交联、物理缠结以及填料表面吸附橡胶分子或填料与橡胶形成化学结合等均会限制硫化胶的溶胀，因此测得的VT实际上是包含了上述各因素综合作用的表观交联密度。如果除促进剂外，其它组分的用量均相同，因此通过对比VT，可以获知促进剂品种和用量对硫化胶化学交联密度的影响。压缩永久变形压缩永久变形可以分为低温压缩永久变形和高温压缩永久变形。低温压缩永久变形产生的主要原因是分子间的物理位移，例如结晶，乙烯含量高的胶料在低温下受力的反向上，乙烯链节容易产生结晶，导致低温压缩永久变形增大。而高温压缩永久变形产生的主要原因是化学变化，例如硫键的断裂和重排，其过程较为复杂。压缩永久变形性能涉及到硫化橡胶的弹性与恢复，是衡量橡胶制品密封性能好坏及使用寿命长短的重要指标之一。压缩永久变形与胶料配方、成型工艺以及测试条件等因素密切相关。3.配方与性能在上述介绍材料选择的基础上，确定汽车水箱用耐热密封胶垫配方(质量份)EPDM 100 ;硫化剂2-4 ;补强剂20-50 ;软化剂0-10 ;防老剂2-4 ;其它助剂10-12。该配方制备的密封胶垫符合德国大众汽车公司所指定的标准(TL-VW52316)，并供有关单位使用，结果表明，性能优异且稳定，工艺性能优良，可满足汽车水箱用耐热密封胶垫要求，并可用于车内暖风系统的密封。4.结论EPDM具有优异的耐热、耐臭氧、压缩永久变形性能等一系列优点，经过适当配合可制成中低硬度的EPDM混炼胶，该硫化胶可长期在150°C下使用，满足汽车水箱等部件的使用要求。上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种车用耐高温密封胶垫，其特征在于，由100质量份的三元乙丙橡胶、2-4质量份的硫化剂、20-50质量份的补强剂、0-10份的防老剂和10-20份的其它制剂组成。
2.根据权利要求I所述的车用耐高温密封胶垫，其特征在于，所述三元乙丙橡胶中的第三单体是ENB，且其含量在7. 5%以上。
3.根据权利要求I所述的车用耐高温密封胶垫，其特征在于，所述乙烯/丙烯比最高为60/40。
4.根据权利要求I所述的车用耐高温密封胶垫，其特征在于，所述硫化剂为硫磺和硫化促进剂组成的硫化体系，所述硫化体系为过氧化物体系或复合硫化体系。
5.根据权利要求I所述的车用耐高温密封胶垫，其特征在于，所述补强剂为半补强炭黑。
6.根据权利要求I所述的车用耐高温密封胶垫，其特征在于，所述软化剂为芳烃油、环烷油或石蜡油。
全文摘要
本发明涉及了一种车用耐高温密封胶垫，由100质量份的三元乙丙橡胶、2-4质量份的硫化剂、20-50质量份的补强剂、0-10份的防老剂和10-20份的其它制剂组成。本发明的车用耐高温密封胶垫，具有优异的耐热、耐水蒸气和压缩永久变形，可满足汽车水箱、暖风机等部件的使用要求。
文档编号C08K5/14GK102617939SQ20121008724
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者王田 申请人:无锡朴业橡塑有限公司