本发明属于橡胶技术领域，涉及一种三元乙丙橡胶组合物及其制备方法，具体涉及一种耐制动液、低压缩永久变形三元乙丙橡胶组合物配方及其制备方法。
背景技术：
三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、电线电缆护套、耐热胶管、汽车密封件等领域。随着汽车行业的快速发展，汽车橡胶软管作为汽车的重要安全部件受到越来越多的关注，其中，因汽车在高速行驶中制动比较频繁，制动液的工作环境温度范围较之前拓宽，对汽车制动系统中使用的液压制动软管的要求也越来越高。三元乙丙橡胶因其优异的性能已发展为液压制动软管的首选原材料。三元乙丙橡胶分子结构中双键较少，硫化加工过程中往往由于硫化程度等导致其压缩形变大，不满足密封性、防漏性要求高的液压制动软管的要求。采用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，通常，三元乙丙橡胶在此条件下的压缩永久变形大于70％。因此，开发一种耐制动液、低压缩永久变形三元乙丙橡胶组合物具有广阔的市场应用前景。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供一种耐制动液、低压缩永久变形的三元乙丙橡胶组合物。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种耐制动液、低压缩永久变形三元乙丙橡胶组合物，它是由以下质量份的组分制备而成：三元乙丙橡胶，70～95质量份；充油三元乙丙橡胶，10～60质量份；氧化锌，3～6质量份；硬脂酸，0.3～1.2质量份；快压出炭黑N550，40～100质量份；半补强炭黑N774，0～70质量份；聚乙二醇，2～4质量份；流动助剂，1～3质量份；防老剂，0.8～2质量份；交联剂，2～4质量份；助硫化剂TAIC(三烯丙基异三聚氰酸酯)，1～3质量份；助硫化剂154D，0.8～2.5质量份；硫磺S-80，0.1～0.4质量份；其中，所述的三元乙丙橡胶和充油三元乙丙橡胶中所含三元乙丙橡胶总量为100质量份。
优选的，所述的三元乙丙橡胶组合物是由以下质量份的组分制备而成：三元乙丙橡胶，75～90质量份；充油三元乙丙橡胶，20～50质量份；氧化锌，3～5质量份；硬脂酸，0.5～1质量份；快压出炭黑N550，50～90质量份；半补强炭黑N774，15～60质量份；聚乙二醇，2.5～3.5质量份；流动助剂，1.5～2.5质量份；防老剂，1～2质量份；交联剂，2.5～3.5质量份；助硫化剂TAIC，1～2质量份；助硫化剂154D，1～2质量份；硫磺S-80，0.1～0.4质量份。
所述的三元乙丙橡胶为乙烯含量48～54％的三元乙丙橡胶。
所述的充油三元乙丙橡胶中三元乙丙橡胶与所充油的质量比为1：1；三元乙丙橡胶的乙烯含量为62％。本发明使用了三元乙丙橡胶和充油三元乙丙橡胶两种生胶，避免了增塑剂的单独使用，制得的硫化胶中的增塑剂也更耐制动液的抽出。本发明使用乙烯含量48～54％的三元乙丙橡胶，为无规型橡胶，流动性和弹性较好，但其分子量较低且第三单体含量较低，单独使用会造成硫化胶的交联程度较低而不具备优异的压缩永久变形性能。使用的充油三元乙丙橡胶为半结晶型橡胶，分子量较高，高温下弹性较好且第三单体含量较高，两者的并用可提高硫化胶的交联程度，改善硫化胶的耐制动液性能和压缩永久变形性能。本发明通过并用这两种三元乙丙橡胶，使得到的三元乙丙橡胶组合物不仅满足基本物理性能还具有优异的压缩永久变形性能。
所述的聚乙二醇为PEG 4000；优选为片状的PEG 4000。相对于其他分子量的聚乙二醇，片状PEG 4000好添加，与有机物组分有良好的相容性、不易析出，起到中和填料酸性、加快硫化速度和提高交联密度的作用。
所述的流动助剂为流动助剂LD-53。
所述的防老剂为防老剂MB(2-巯基苯并咪唑)。
所述的交联剂为DCP(过氧化二异丙苯)。
本发明的另一个目的是提供三元乙丙橡胶组合物的制备方法，步骤如下：
按照配方称取三元乙丙橡胶、充油三元乙丙橡胶、氧化锌、硬脂酸、快压出炭黑N550、半补强炭黑N774、聚乙二醇、流动助剂、防老剂、交联剂、助硫化剂TAIC、助硫化剂154D和硫磺S-80；在密炼机中同时加入三元乙丙橡胶和充油三元乙丙橡胶，搅拌加热30～40s、待温度达到60℃，加入氧化锌、硬脂酸、N550、N774、聚乙二醇、流动助剂、防老剂、交联剂、助硫化剂TAIC和助硫化剂154D，继续搅拌加热100～120s，待温度达到90℃，加入硫磺S-80，继续搅拌，当密炼机温度达到130℃时，停止搅拌和加热，排胶；得到的混炼胶在开炼机上薄通2～3次、出胶条，胶条经防粘液后，通过风冷设备，冷却至20～35℃。其中，所述的防粘液为2％的硬脂酸锌水溶液。
本发明的有益效果是：
本发明以氧化锌和硬脂酸联合使用作为硫化助剂，既能提高硫化胶的交联程度，又能改善胶料的加工安全性和耐老化性。由于对硫化胶的耐制动液、压缩永久变形性能要求较高，所以对硫化体系、补强体系和防护体系的选择和配比比较关键。本发明采用的交联剂DCP、助硫化剂TAIC、助硫化剂154D和S-80组成的硫化体系，快压出炭黑N550和半补强炭黑N774组成的补强体系，防老剂MB作为防护体系，既能够保证硫化胶料满足基本物理性能和耐制动液性能，又能够达到技术要求的低压缩永久变形性能。在制备混炼胶的过程中，分开加入硫化剂，在较低温度时先加入交联剂、助硫化剂TAIC和助硫化剂154D，待混炼后期温度较高时再加入硫磺S-80，避免硫磺S-80在混炼过程中因时间过长而发生反应。
本发明的三元乙丙橡胶组合物在耐制动液的前提下，采用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，压缩永久变形均小于40％，显著提高了胶料的压缩永久变形性能，延长了橡胶软管在汽车上的使用寿命，保证其安全性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1-3的三元乙丙橡胶组合物的组分及用量如表1所示，由以下方法制备而成：按照配方称取各组分；在密炼机中同时加入三元乙丙橡胶和充油三元乙丙橡胶4869C，搅拌加热30～40s、待温度达到60℃，加入氧化锌、硬脂酸、N550、N774、聚乙二醇PEG4000、流动助剂LD-53、防老剂MB、交联剂DCP、助硫化剂TAIC和助硫化剂154D，继续搅拌加热100～120s，待温度达到90℃，加入硫磺S-80，继续搅拌，当密炼机温度达到130℃时，停止搅拌和加热，排胶；得到的混炼胶在开炼机上薄通2～3次、出胶条，胶条经防粘液后，通过风冷设备，冷却至20～35℃。其中，所述的防粘液为2％的硬脂酸锌水溶液。
表1实施例1-3三元乙丙橡胶组合物的组分及用量(质量单位：克)
注：三元乙丙橡胶乙烯含量48～54％；充油三元乙丙橡胶是阿郎新科高性能弹性体有限公司生产的产品，牌号4869C；聚乙二醇PEG 4000为片状的PEG 4000。
对比例1：三元乙丙橡胶75质量份；充油三元乙丙橡胶50质量份；硬脂酸0.5质量份；快压出炭黑N550 50质量份；半补强炭黑N774 60质量份；PEG 4000 3质量份；流动助剂LD-53 2.5质量份；防老剂MB 1质量份；交联剂DCP 2.5质量份；助硫化剂TAIC 1.5质量份；助硫化剂154D 1质量份；硫磺S-80 0.15质量份。
对比例2：采用充油三元乙丙橡胶200质量份，仅添加快压出炭黑N550 50质量份和半补强炭黑N774 60质量份作为补强体系，橡胶硬度过低，因此调整为以下配方：充油三元乙丙橡胶200质量份；氧化锌3质量份；硬脂酸0.5质量份；快压出炭黑N550 130质量份；半补强炭黑N774 130质量份；PEG 4000 3质量份；流动助剂LD-53 2.5质量份；防老剂MB 1质量份；交联剂DCP 2.5质量份；助硫化剂TAIC 1.5质量份；助硫化剂154D 1质量份；硫磺S-80 0.15质量份。
对比例3：三元乙丙橡胶75质量份；充油三元乙丙橡胶50质量份；氧化锌3质量份；硬脂酸0.5质量份；快压出炭黑N550 50质量份；半补强炭黑N774 60质量份；PEG 4000 3质量份；流动助剂LD-53 2.5质量份；防老剂MB 1质量份；交联剂DCP 1.5质量份；助硫化剂TAIC 1.5质量份；助硫化剂154D 1质量份；硫磺S-80 0.15质量份。
上述实施例1-3制得的三元乙丙橡胶组合物的性能参数如表2所示：
表2实施例1-3制得的三元乙丙橡胶组合物的性能参数
对比例1制得的三元乙丙橡胶组合物硬度71(邵尔A)，拉伸强度14.5MPa，断裂伸长率239.6％，相较实施例1，其交联密度下降，同时耐热老化性能降低。在120℃环境下72h，断裂伸长率变化率为-8.7％。使用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，压缩永久变形大于40％，为42％。
对比例2制得的三元乙丙橡胶组合物硬度68(邵尔A)，拉伸强度12.7MPa，断裂伸长率267.2％。使用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，压缩永久变形大于40％，为78％。
对比例3制得的三元乙丙橡胶组合物硬度67(邵尔A)，拉伸强度13.1MPa，断裂伸长率254.3％。使用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，压缩永久变形大于40％，为72％。
通过以上几组配方所得结果分析，本发明的三元乙丙橡胶组合物满足耐制动液的要求，使用P-VW 3307方法、胶料压缩50％、120℃下进行24h压缩永久变形性能测试，三元乙丙橡胶组合物的压缩永久变形均小于40％。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。