汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物

摘要

本发明公开了汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物，由如下重量份数的组分制成：氢化丁腈橡胶100，高洁净炭黑15～25，热裂法炭黑90～120，填料5～10，增塑剂20～30，氧化锌5～8，硬脂酸0.5～1.5，防老剂1～3，硫磺0.1～0.5，硫化剂6～10，促进剂3～5。本发明的橡胶组合物采用氢化丁腈作为主材料，一方面可有效的耐生物柴油腐蚀，更有利于作保护燃油的安全输送，另一方面能够满足耐高温、低渗透的燃油系统的使用要求。

权利要求

1.一种汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于它是由如下重量份数的组分制成的：所述的填料为芳纶浆粕；

所述的硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和双(叔丁基过氧异丙基)苯的组合物；2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和双(叔丁基过氧异丙基)苯的重量比为1:0.6～0.8；

所述的促进剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和改性二甲基丙烯酸金属盐的组合物；

三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和改性二甲基丙烯酸锌盐的重量比为0.6～4:1。

2.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的氢化丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：

3.根据权利要求2所述的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的氢化丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：

4.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂为咪唑锌盐类化合物。

5.根据权利要求4所述的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的防老剂为2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐。

6.根据权利要求1所述的氢化丁腈橡胶组合物，其特征在于所述的增塑剂为增塑剂NB-

4。

7.权利要求1所述的氢化丁腈橡胶组合物在制造接触柴油、生物柴油的软管中的应用。

说明书

汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物

技术领域

[0001] 本发明属于胶管技术领域，涉及一种氢化丁腈橡胶组合物，特别涉及一种汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物。

背景技术

[0002] 随着化石燃料的枯竭以及环境污染日益严重，导致全球范围内的能源危机，寻求新的代替型能源已经是必然趋势，而生物柴油具有巨大的发展潜力。生物柴油是以生物质资源为原料基础加工而成的一种柴油(液体燃料)，来源丰富，可由植物油脂、动物油脂等原料制取，与国标柴油混合或者单独用于汽车及机械，可以缓解对传统石油能源的依赖，减轻环境压力。但是也对发动机所用的材料如橡胶的耐热、耐油、耐各种化学品腐蚀等性能提出了苛刻的要求。

[0003] 丁腈橡胶(NBR)只能在120℃以下长期使用，其耐臭氧、耐候和耐辐射性能满足不了汽车发动机的密封要求；氟橡胶耐热性能、耐油性能最优，但耐低温性能较差且成本也最高；丙烯酸酯橡胶虽然耐热性高，但工艺性能差。氢化丁腈橡胶(HNBR)具有良好性价比和加工性能，其耐热性也可以满足新的需要。HNBR具有优异的耐腐蚀性燃料油特性，广泛用于汽车用燃料胶管。由于矿物油系高级润滑油，含有清洁分散剂、防老剂、抗磨剂、极压剂等各种添加剂，这些添加剂加速了橡胶材料的老化，HNBR比其它橡胶如NBR、丙烯酸橡胶、氟橡胶对润滑油添加剂有更好的抵抗性能，HNBR主要用于生产接触燃料油和其它油品的燃油管、机油冷却器供油软管等产品。

发明内容

[0004] 本发明的是针对现有技术中的不足，提供一种HNBR橡胶组合物，该HNBR橡胶组合物对润滑油添加剂有更好的抵抗性能，且在耐热老化方面性能优异，同时可在长时间柴油、生物柴油环境中进行使用，满足主机厂对产品性能的要求。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0006] 一种汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物，它是由如下重量份数的组分制成的：

[0007]

[0008]

[0009] 优选的，所述的氢化丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：

[0010]

[0011] 进一步优选的，所述的氢化丁腈橡胶组合物是由如下重量份数的组分制成的：

[0012]

[0013]

[0014] 炭黑SPHERON 5000A为高洁净炭黑，具有优异的分散性能，能提供卓越的挤出表面质量和尺寸稳定性，同时赋予胶料较低的粘度，并提供较快的挤出速度。SPHERON 5000A是极高表面质量要求汽车软管的理想选择。但单独选用一种炭黑，虽然挤出工艺会有很大的改善，但是由于燃油管不仅对耐热、耐油性能要求高，而且对胶管的压缩永久变形要求更高，就需要选用其他压缩永久变形更好的炭黑来并用，N990为中粒子热烈炭黑，结构非常低，可以大量填充，不增加胶料硬度，生热及变形小。将高洁净炭黑SPHERON 5000A和热裂法炭黑N990并用，不但能满足混料较高的耐热性，而且胶料的压缩永久变形性能较好，弥补了单独使用的缺点。

[0015] 所述的填料为芳纶浆粕，优选为芳纶浆粕3001，具有强度高、尺寸稳定性好、耐高温性能等性能，且在间歇式设备里就可以简单而又均匀地与橡胶混合，从而在不改变橡胶原有性质的情况下提高其强度、耐撕裂性能。芳纶浆粕与橡胶复合，可以将橡胶的弹性与纤维的强度、刚性有机地结合起来，得到既可用于制造形状复杂和结构复杂的工程部件，又可以采用橡胶工业上广泛应用的挤出和传递模压工艺，无需对现有的橡胶加工设备做重大改动，从而可以大大简化橡胶制品生产工艺，降低产品成本。

[0016] 所述的增塑剂为增塑剂NB-4，是一类低粘度聚酯化合物，与HNBR具有非常好的相容性，且在燃油中具有优异的耐抽出性能。

[0017] 所述的防老剂为咪唑锌盐类化合物，优选为防老剂ZMTI，即2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐，在长时间高温环境中具有非常好的抗氧化作用。

[0018] 所述的硫化剂为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和双(叔丁基过氧异丙基)苯的组合物；2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷和双(叔丁基过氧异丙基)苯的重量比为1:0.6～0.8。硫化剂在硫化过程中进行自由基的交联，对橡胶制品的交联密度高，交联过程中不放出刺激性的气味对环境没有污染。所述的促进剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)和改性二甲基丙烯酸锌盐(Dymalink 634)的组合物；所述的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和改性二甲基丙烯酸锌盐的重量比为0.6～4:1。促进剂可以提高交联速度、程度，并形成金属离子键，金属离子键类似于硫磺多硫键，可断裂重组，具有优异的弹性和动态疲劳性能。本发明硫化体系为配方至关重要的部分，选用本发明硫化体系制备的胶管硫化成型后具有渗透量小、抗溶胀性好，不会因为受生物柴油腐蚀溶胀而出现堵塞现象。

[0019] 本发明的另一个目的是提供所述的氢化丁腈橡胶组合物的制备方法，步骤如下：

[0020] 步骤(1)、将氢化丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂在压力0.25～0.35Mpa下加压密炼1～1.5min；

[0021] 步骤(2)、再加入高洁净炭黑SPHERON 5000A、热裂法炭黑N990、填料、增塑剂，在压力0.2～0.25Mpa下密炼3～5min；

[0022] 步骤(3)、控制压力为0.2～0.25Mpa，升温至90℃，加入硫磺、硫化剂、促进剂，升温至100℃，将密炼机上顶栓提起，混炼胶翻胶后，将密炼机上顶栓提起落下，待升温至125℃，提起密炼机上顶栓，排胶，冷却，下条。

[0023] 本发明的另一个目的是提供所述的氢化丁腈橡胶组合物在制造接触柴油、生物柴油的软管如燃油管、机油冷却器供油软管等产品中的应用。

[0024] 和现有技术相比，本发明的有益效果：

[0025] 本发明氢化丁腈橡胶组合物采用氢化丁腈作为主材料，对润滑油添加剂具有更好的抵抗性能，且在耐热老化方面性能优异；同时可在长时间柴油、生物柴油环境中进行使用，一方面可有效的耐生物柴油腐蚀，更有利于作保护燃油的安全输送，另一方面能够满足耐高温、低渗透的燃油系统的使用要求，从而满足主机厂对产品性能的要求。

具体实施方式

[0026] 下面结合具体实例对本发明的技术方案做进一步说明。

[0027] 实施例1-3

[0028] 一种汽车软管用高撕裂、耐生物柴油的氢化丁腈橡胶组合物，其组分如表1，通过以下制备方法制的，步骤如下：

[0029] 步骤(1)、将氢化丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂在压力0.25～0.35Mpa下加压密炼1min；

[0030] 步骤(2)、再加入高洁净炭黑SPHERON 5000A、热裂法炭黑N990、填料、增塑剂，在压力0.2～0.25Mpa下密炼3min；

[0031] 步骤(3)、控制压力为0.2～0.25Mpa，升温至90℃，加入硫磺、硫化剂、促进剂，升温至100℃，将密炼机上顶栓提起，混炼胶翻胶后，将密炼机上顶栓提起落下，待升温至125℃，提起密炼机上顶栓，排胶，冷却，下条，获得氢化丁腈橡胶组合物。

[0032] 对比例1

[0033] 除不含有Dymalink 634(改性二甲基丙烯酸锌盐)，其余组分均与实施例2相同，制备方法也与实施例2相同，制得氢化丁腈橡胶组合物。

[0034] 对比例2

[0035] 除不含有芳纶浆粕3001，其余组分均与实施例2相同，制备方法也与实施例2相同，制得氢化丁腈橡胶组合物。

[0036] 表1各实施例氢化丁腈橡胶组合物的原料组分及其配比(单位：g)

[0037] 原料组分 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2HNBR 100 100 100 100 100
SPHERON 5000A 25 20 20 20 20
N990 95 100 105 100 100
3001(1) 6 8 6 8 0
氧化锌 5 5 5 5 5
硬脂酸 1 1 1 1 1
NB-4(2) 20 23 25 23 23
(3)
ZMTI 1 1.5 2 1.5 1.5
硫磺 0.3 0.3 0.5 0.3 0.3
Trigonox 101(4) 4 5 5 5 5
Perkadox 14-40MB(5) 3 3 4 3 3
TMPTMA(6) 4 3 2 5 3
Dymalink 634(7) 1 2 3 0 2

[0038] 注：

[0039] (1)：3001：芳纶浆粕

[0040] (2)：NB-4：低粘度聚酯

[0041] (3)：ZMTI：2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐

[0042] (4)：Trigonox 101：2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷

[0043] (5)：Perkadox 14-40MB：双(叔丁基过氧异丙基)苯

[0044] (6)：TMPTMA：三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯

[0045] (7)：Dymalink 634：改性二甲基丙烯酸锌盐

[0046] 制成的橡胶产品按照《GB/T531.1-2008》、《GB/T528-2009》和《GB/T529-2009》检测标准进行检测试验，结果如表2所示：

[0047] 表2各实施例氢化丁腈橡胶组合物的性能参数

[0048]

[0049] 注：(1)：温度120℃×72h

[0050] 表2数据说明，采用本发明的配方制备的燃油胶管不仅具有优异的撕裂和耐高温性能外，而且在耐生物柴油方面性能也非常好，属于低溶胀类型橡胶组合物；在填料选择上，选用芳纶浆粕，这样在拉伸强度足够的情况下提高组合物的撕裂性能，增塑剂NB-4是一种低粘度聚酯化合物，采用NB-4增塑剂的橡胶组合物不仅具有耐热性，且在燃油中具有优异的耐抽出性能。