[发明专利]汽车用耐高温、耐疲劳乙丙橡胶密封材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种汽车用耐高温、耐疲劳乙丙橡胶密封材料及其制备方法和应用。所述的橡胶密封材料按重量份数计，原料组分为：EPM 40～60份；EPDM 40～60份；填充补强剂40～60份；活性剂3～6份；防老剂2～4份；过氧化物硫化剂4～6份；助交联剂0.5～2份。通过乙丙橡胶配合和混炼，制得橡胶密封材料。本发明方法制备的橡胶密封材料具有优异的耐高温、耐疲劳性能，物理机械性能好，压缩永久变形率较低，可在汽车中长期稳定使用。

技术领域

本发明属于密封材料技术领域，具体涉及一种汽车用耐高温、耐疲劳乙丙橡胶密封材料及其制备方法和应用。

背景技术

乙丙橡胶是由乙烯、丙烯为基本单体，通过配位聚合的方法得到的一种饱和非极性共聚物。乙丙橡胶因为其分子链的高饱和性而具有优异的耐热、耐臭氧以及耐候性能；且乙丙橡胶为非极性共聚物，因而对极性介质具有良好的耐受性；乙丙橡胶还具有极佳的电绝缘性能和压缩永久变形性能。此外，与氢化丁腈橡胶(HNBR)、氟橡胶(FKM)等其它橡胶相比，乙丙橡胶成本大大降低。因此，乙丙橡胶被广泛应用于汽车、建材、电线电缆、胶管和输送带等领域。

随着汽车发动机工作温度节节攀升，使用工况越来越苛刻，以及汽车工业低油耗、低排放、低噪声和超长使用寿命的发展方向等，对汽车用乙丙橡胶材料提出了新的、更高的要求，如：在经过175℃×168小时的热氧老化后，仍然要求保持良好的密封性能，这对使用极限温度为150℃的乙丙橡胶材料来说无疑是严苛的挑战；此外，对乙丙橡胶材料的耐疲劳性能、耐介质性能、压缩永久变形性能也有极高的要求；由于密封件领域中乙丙橡胶与金属和塑料等的粘接属于高难度问题，因此对乙丙橡胶材料的粘接性能提出了极大挑战。

发明内容

针对现有乙丙橡胶材料耐热性(175℃)、耐疲劳性、粘接性能和密封性等多方面存在的不足，为了改善乙丙橡胶材料的耐高温、耐疲劳、粘接性能等，本发明开发了一种符合性能要求的汽车用乙丙橡胶密封材料。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车用耐高温、耐疲劳乙丙橡胶密封材料，按重量份数计，其具体原料组分为：

其中，EPM为乙烯含量59％左右二元共聚物，优选为：CO 054，埃尼公司生产；

EPDM为乙烯含量64％左右的高饱和(DCPD含量为1.2％)三元共聚物，优选为：Keltan 6160D，阿朗新科公司生产。

填充补强剂为通用炉黑N660和乙炔炭黑；

活性剂为纳米氧化锌；

防老剂为ZMTI(2-硫醇基甲基苯并咪唑锌盐)和445(4.4’-双(α.α-二甲基苄基)二苯胺)；

过氧化物硫化剂为双二五硫化剂2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷，50％含量，载体为白炭黑；市售品，白炭黑载体的作用为：便于硫化剂的吸附以及在橡胶中的分散。

助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)。

汽车用耐高温、耐疲劳乙丙橡胶密封材料的制备方法为：

(1)乙丙橡胶材料混炼：将EPM和EPDM生胶投入密炼机混炼1min；加入活性剂、防老剂和一半填充补强剂，混炼3min，成团，密炼温度为60℃；然后加入另一半填充补强剂，混炼3min，密炼温度为85℃；清扫后，混炼3min，密炼温度为110℃；接着加入助交联剂，混炼1.5min，密炼温度为120℃结束，倒出胶料，然后将其投入胶料开炼机，加入过氧化物硫化剂，翻料机翻料5min，薄通3次，出片，制得混炼胶。

(2)乙丙橡胶材料硫化：在混炼胶停放16h以上后，用平板硫化机硫化试样，硫化条件为180℃×10min，硫化压力为15MPa；二段硫化在老化箱内进行，硫化条件为150℃×4h。