本發(fā)明屬于橡膠技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種三元乙丙橡膠組合物及其制備方法，具體涉及一種耐制動液、低壓縮永久變形三元乙丙橡膠組合物配方及其制備方法。

背景技術(shù)：

三元乙丙橡膠(EPDM)是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，因其主鏈?zhǔn)怯苫瘜W(xué)穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵，故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異，可廣泛用于汽車部件、電線電纜護(hù)套、耐熱膠管、汽車密封件等領(lǐng)域。隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車橡膠軟管作為汽車的重要安全部件受到越來越多的關(guān)注，其中，因汽車在高速行駛中制動比較頻繁，制動液的工作環(huán)境溫度范圍較之前拓寬，對汽車制動系統(tǒng)中使用的液壓制動軟管的要求也越來越高。三元乙丙橡膠因其優(yōu)異的性能已發(fā)展為液壓制動軟管的首選原材料。三元乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)中雙鍵較少，硫化加工過程中往往由于硫化程度等導(dǎo)致其壓縮形變大，不滿足密封性、防漏性要求高的液壓制動軟管的要求。采用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，通常，三元乙丙橡膠在此條件下的壓縮永久變形大于70％。因此，開發(fā)一種耐制動液、低壓縮永久變形三元乙丙橡膠組合物具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的是提供一種耐制動液、低壓縮永久變形的三元乙丙橡膠組合物。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種耐制動液、低壓縮永久變形三元乙丙橡膠組合物，它是由以下質(zhì)量份的組分制備而成：三元乙丙橡膠，70～95質(zhì)量份；充油三元乙丙橡膠，10～60質(zhì)量份；氧化鋅，3～6質(zhì)量份；硬脂酸，0.3～1.2質(zhì)量份；快壓出炭黑N550，40～100質(zhì)量份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774，0～70質(zhì)量份；聚乙二醇，2～4質(zhì)量份；流動助劑，1～3質(zhì)量份；防老劑，0.8～2質(zhì)量份；交聯(lián)劑，2～4質(zhì)量份；助硫化劑TAIC(三烯丙基異三聚氰酸酯)，1～3質(zhì)量份；助硫化劑154D，0.8～2.5質(zhì)量份；硫磺S-80，0.1～0.4質(zhì)量份；其中，所述的三元乙丙橡膠和充油三元乙丙橡膠中所含三元乙丙橡膠總量為100質(zhì)量份。

優(yōu)選的，所述的三元乙丙橡膠組合物是由以下質(zhì)量份的組分制備而成：三元乙丙橡膠，75～90質(zhì)量份；充油三元乙丙橡膠，20～50質(zhì)量份；氧化鋅，3～5質(zhì)量份；硬脂酸，0.5～1質(zhì)量份；快壓出炭黑N550，50～90質(zhì)量份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774，15～60質(zhì)量份；聚乙二醇，2.5～3.5質(zhì)量份；流動助劑，1.5～2.5質(zhì)量份；防老劑，1～2質(zhì)量份；交聯(lián)劑，2.5～3.5質(zhì)量份；助硫化劑TAIC，1～2質(zhì)量份；助硫化劑154D，1～2質(zhì)量份；硫磺S-80，0.1～0.4質(zhì)量份。

所述的三元乙丙橡膠為乙烯含量48～54％的三元乙丙橡膠。

所述的充油三元乙丙橡膠中三元乙丙橡膠與所充油的質(zhì)量比為1：1；三元乙丙橡膠的乙烯含量為62％。本發(fā)明使用了三元乙丙橡膠和充油三元乙丙橡膠兩種生膠，避免了增塑劑的單獨(dú)使用，制得的硫化膠中的增塑劑也更耐制動液的抽出。本發(fā)明使用乙烯含量48～54％的三元乙丙橡膠，為無規(guī)型橡膠，流動性和彈性較好，但其分子量較低且第三單體含量較低，單獨(dú)使用會造成硫化膠的交聯(lián)程度較低而不具備優(yōu)異的壓縮永久變形性能。使用的充油三元乙丙橡膠為半結(jié)晶型橡膠，分子量較高，高溫下彈性較好且第三單體含量較高，兩者的并用可提高硫化膠的交聯(lián)程度，改善硫化膠的耐制動液性能和壓縮永久變形性能。本發(fā)明通過并用這兩種三元乙丙橡膠，使得到的三元乙丙橡膠組合物不僅滿足基本物理性能還具有優(yōu)異的壓縮永久變形性能。

所述的聚乙二醇為PEG 4000；優(yōu)選為片狀的PEG 4000。相對于其他分子量的聚乙二醇，片狀PEG 4000好添加，與有機(jī)物組分有良好的相容性、不易析出，起到中和填料酸性、加快硫化速度和提高交聯(lián)密度的作用。

所述的流動助劑為流動助劑LD-53。

所述的防老劑為防老劑MB(2-巰基苯并咪唑)。

所述的交聯(lián)劑為DCP(過氧化二異丙苯)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供三元乙丙橡膠組合物的制備方法，步驟如下：

按照配方稱取三元乙丙橡膠、充油三元乙丙橡膠、氧化鋅、硬脂酸、快壓出炭黑N550、半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774、聚乙二醇、流動助劑、防老劑、交聯(lián)劑、助硫化劑TAIC、助硫化劑154D和硫磺S-80；在密煉機(jī)中同時(shí)加入三元乙丙橡膠和充油三元乙丙橡膠，攪拌加熱30～40s、待溫度達(dá)到60℃，加入氧化鋅、硬脂酸、N550、N774、聚乙二醇、流動助劑、防老劑、交聯(lián)劑、助硫化劑TAIC和助硫化劑154D，繼續(xù)攪拌加熱100～120s，待溫度達(dá)到90℃，加入硫磺S-80，繼續(xù)攪拌，當(dāng)密煉機(jī)溫度達(dá)到130℃時(shí)，停止攪拌和加熱，排膠；得到的混煉膠在開煉機(jī)上薄通2～3次、出膠條，膠條經(jīng)防粘液后，通過風(fēng)冷設(shè)備，冷卻至20～35℃。其中，所述的防粘液為2％的硬脂酸鋅水溶液。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以氧化鋅和硬脂酸聯(lián)合使用作為硫化助劑，既能提高硫化膠的交聯(lián)程度，又能改善膠料的加工安全性和耐老化性。由于對硫化膠的耐制動液、壓縮永久變形性能要求較高，所以對硫化體系、補(bǔ)強(qiáng)體系和防護(hù)體系的選擇和配比比較關(guān)鍵。本發(fā)明采用的交聯(lián)劑DCP、助硫化劑TAIC、助硫化劑154D和S-80組成的硫化體系，快壓出炭黑N550和半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774組成的補(bǔ)強(qiáng)體系，防老劑MB作為防護(hù)體系，既能夠保證硫化膠料滿足基本物理性能和耐制動液性能，又能夠達(dá)到技術(shù)要求的低壓縮永久變形性能。在制備混煉膠的過程中，分開加入硫化劑，在較低溫度時(shí)先加入交聯(lián)劑、助硫化劑TAIC和助硫化劑154D，待混煉后期溫度較高時(shí)再加入硫磺S-80，避免硫磺S-80在混煉過程中因時(shí)間過長而發(fā)生反應(yīng)。

本發(fā)明的三元乙丙橡膠組合物在耐制動液的前提下，采用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，壓縮永久變形均小于40％，顯著提高了膠料的壓縮永久變形性能，延長了橡膠軟管在汽車上的使用壽命，保證其安全性。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1-3的三元乙丙橡膠組合物的組分及用量如表1所示，由以下方法制備而成：按照配方稱取各組分；在密煉機(jī)中同時(shí)加入三元乙丙橡膠和充油三元乙丙橡膠4869C，攪拌加熱30～40s、待溫度達(dá)到60℃，加入氧化鋅、硬脂酸、N550、N774、聚乙二醇PEG4000、流動助劑LD-53、防老劑MB、交聯(lián)劑DCP、助硫化劑TAIC和助硫化劑154D，繼續(xù)攪拌加熱100～120s，待溫度達(dá)到90℃，加入硫磺S-80，繼續(xù)攪拌，當(dāng)密煉機(jī)溫度達(dá)到130℃時(shí)，停止攪拌和加熱，排膠；得到的混煉膠在開煉機(jī)上薄通2～3次、出膠條，膠條經(jīng)防粘液后，通過風(fēng)冷設(shè)備，冷卻至20～35℃。其中，所述的防粘液為2％的硬脂酸鋅水溶液。

表1實(shí)施例1-3三元乙丙橡膠組合物的組分及用量(質(zhì)量單位：克)

注：三元乙丙橡膠乙烯含量48～54％；充油三元乙丙橡膠是阿郎新科高性能彈性體有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，牌號4869C；聚乙二醇PEG 4000為片狀的PEG 4000。

對比例1：三元乙丙橡膠75質(zhì)量份；充油三元乙丙橡膠50質(zhì)量份；硬脂酸0.5質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 50質(zhì)量份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774 60質(zhì)量份；PEG 4000 3質(zhì)量份；流動助劑LD-53 2.5質(zhì)量份；防老劑MB 1質(zhì)量份；交聯(lián)劑DCP 2.5質(zhì)量份；助硫化劑TAIC 1.5質(zhì)量份；助硫化劑154D 1質(zhì)量份；硫磺S-80 0.15質(zhì)量份。

對比例2：采用充油三元乙丙橡膠200質(zhì)量份，僅添加快壓出炭黑N550 50質(zhì)量份和半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774 60質(zhì)量份作為補(bǔ)強(qiáng)體系，橡膠硬度過低，因此調(diào)整為以下配方：充油三元乙丙橡膠200質(zhì)量份；氧化鋅3質(zhì)量份；硬脂酸0.5質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 130質(zhì)量份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774 130質(zhì)量份；PEG 4000 3質(zhì)量份；流動助劑LD-53 2.5質(zhì)量份；防老劑MB 1質(zhì)量份；交聯(lián)劑DCP 2.5質(zhì)量份；助硫化劑TAIC 1.5質(zhì)量份；助硫化劑154D 1質(zhì)量份；硫磺S-80 0.15質(zhì)量份。

對比例3：三元乙丙橡膠75質(zhì)量份；充油三元乙丙橡膠50質(zhì)量份；氧化鋅3質(zhì)量份；硬脂酸0.5質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 50質(zhì)量份；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑N774 60質(zhì)量份；PEG 4000 3質(zhì)量份；流動助劑LD-53 2.5質(zhì)量份；防老劑MB 1質(zhì)量份；交聯(lián)劑DCP 1.5質(zhì)量份；助硫化劑TAIC 1.5質(zhì)量份；助硫化劑154D 1質(zhì)量份；硫磺S-80 0.15質(zhì)量份。

上述實(shí)施例1-3制得的三元乙丙橡膠組合物的性能參數(shù)如表2所示：

表2實(shí)施例1-3制得的三元乙丙橡膠組合物的性能參數(shù)

對比例1制得的三元乙丙橡膠組合物硬度71(邵爾A)，拉伸強(qiáng)度14.5MPa，斷裂伸長率239.6％，相較實(shí)施例1，其交聯(lián)密度下降，同時(shí)耐熱老化性能降低。在120℃環(huán)境下72h，斷裂伸長率變化率為-8.7％。使用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，壓縮永久變形大于40％，為42％。

對比例2制得的三元乙丙橡膠組合物硬度68(邵爾A)，拉伸強(qiáng)度12.7MPa，斷裂伸長率267.2％。使用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，壓縮永久變形大于40％，為78％。

對比例3制得的三元乙丙橡膠組合物硬度67(邵爾A)，拉伸強(qiáng)度13.1MPa，斷裂伸長率254.3％。使用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，壓縮永久變形大于40％，為72％。

通過以上幾組配方所得結(jié)果分析，本發(fā)明的三元乙丙橡膠組合物滿足耐制動液的要求，使用P-VW 3307方法、膠料壓縮50％、120℃下進(jìn)行24h壓縮永久變形性能測試，三元乙丙橡膠組合物的壓縮永久變形均小于40％。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。