一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料及其制备方法，其原料按重量份包括：三元乙丙橡胶100?300份，聚丙烯100?300份，热塑性弹性体40?100份，改性蒙脱土10?40份，多壁碳纳米管10?30份，碳酸钙5?20份，相容剂5?15份，硫化剂0.2?10份，石蜡油20?100份，活性锌氧粉1?5份，主紫外线吸收剂1?3份，辅紫外线吸收剂0.5?1份，主抗氧剂1?3份，辅抗氧剂0.5?1份，润滑剂1?3份。本发明中，所述热塑性硫化橡胶材料具有强度高，阻燃性好，耐久性强，韧性良好的优点。
【专利说明】
一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及橡胶材料技术领域，特别是一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 汽车转向防尘罩的主要功能为防止灰尘、水分、油品、泥浆、砂石等进入转向机系 统，对拉杆产生锈蚀、对密封圈产生磨损而导致整个转向失效;受发动机舱高温以及工作环 境的影响要求其制造材料具有$父尚的耐尚温性能、耐臭氧性能、耐油品性能和耐候性能，因 此对材料的要求也非常重要。热塑性硫化橡胶具有良好的弹性和耐压缩变形性，耐环境、耐 老化性相当于乙丙橡胶，同时其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下。热塑性硫化 橡胶体可在一60°C-135°C温度范围内使用，热塑性硫化橡胶体使用时不需要硫化，可直接 通过吹塑等方式加工成型，能缩短加工工艺流程，降低加工成本。目前市场上主流转向防尘 罩产品均使用热塑性硫化橡胶材料。
[0003] 美国专利US4311628/0272871A1公开了制备热塑性硫化橡胶的方法，所述的弹性 体为乙丙橡胶，树脂为聚丙烯，硫化体系是酚醛树脂硫化剂、二水合氯化亚锡为硫化促进剂 采用动态硫化技术制备出热塑性硫化橡胶，但是该硫化橡胶用于汽车转向防尘罩的强度、 阻燃以及柔韧性能相对较差，还不能满足汽车转向防尘罩的性能要求。
【发明内容】
[0004] 基于【背景技术】中存在的问题，本发明提出了一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡 胶材料及其制备方法，其所述热塑性硫化橡胶材料具有强度高，阻燃性好，耐久性强，韧性 良好的优点。
[0005] -种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，三元乙丙橡胶100-300份，聚丙烯 100-300份，热塑性弹性体40-100份，改性蒙脱土 10-40份，多壁碳纳米管10-30份，碳酸钙5-20份，相容剂5-15份，硫化剂0.2-10份，石蜡油20-100份，活性锌氧粉1-5份，主紫外线吸收 剂1-3份，辅紫外线吸收剂0.5-1份，主抗氧剂1-3份，辅抗氧剂0.5-1份，润滑剂1-3份；
[0006] 其中，所述三元乙丙橡胶是由30-50wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片烯的E型三 元乙丙橡胶、40-60wt%的第三单体为双环戊二稀的D型三元乙丙橡胶和5-10wt%的第三单 体为1，4_己二烯的H型三元乙丙橡胶组成。
[0007] 在【具体实施方式】中，三元乙丙橡胶的重量份可以为105、110、130、150、160、180、 195、200、210、235、250、265、280、295;聚丙烯的重量份可以为103、110、125、145、175、180、 195、210、220、235、255、265、285、295;热塑性弹性体的重量份可以为45、55、60、65、70、75、 80、85、90、95;改性蒙脱土的重量份可以为12、15、17、18、22、24、26、27、29、31、33、36、38;多 壁碳纳米管的重量份可以为12、15、16、18、20、21、24、25、27、28、29;碳酸钙的重量份可以为 6、8、11、12、14、15、16、17、18、19;相容剂的重量份可以为6、7、8、9、10、11、12、13、14;硫化剂 的重量份可以为0.3、0.5、0.7、1、3、4、5、6、7、8、9.5;石蜡油的重量份可以为22、26、30、35、 40、53、68、75、80、85、90、95、98。
[0008]优选地，所述改性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为300-500目的蒙脱土加入乙酸 中，在160-200°C下搅拌10_14h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层 蒙脱土中加入三乙胺，搅拌均匀后，在200-400°C下加热0.5-2h，冷却至室温，研磨，得到所 述改性蒙脱土;优选地，蒙脱土、乙酸、三乙胺的重量配比为1:0.8-1:2-3。
[0009] 优选地，所述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将 多壁碳纳米管加入体积比为1:0-3的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，在20-40°C下超声处 理^!!，再在60-80°C水浴中搅拌反应l_3h，冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得 到氧化碳纳米管;将所述氧化碳纳米管和以多壁碳纳米管质量为基准的1-10%的3-氨丙基 三乙氧基硅烷偶联剂加入到乙醇中，在60-90°C下搅拌反应4-6h，抽滤，真空干燥，得到所述 多壁碳纳米管。
[0010] 优选地，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为0.1-50g/10min，测试条件 为2.161^/230°(：;所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为90-95%。
[0011] 优选地，所述热塑性弹性体为热塑性弹性体TPE、热塑性聚氨酯弹性体TPU、乙烯-丙烯共聚物橡胶中的一种或者至少两种的混合物;所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯 共聚物POE-g-MAH、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS-g-MAH、马来酸 酐接枝三元乙丙橡胶EPDM-g-MAH中的一种或者至少两种的混合物。
[0012]优选地，所述硫化剂是由重量配比为4-6:1的过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲 酸酯组成。
[0013] 优选地，所述主紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-326;所述辅紫外线吸收剂为紫 外线吸收剂UV-9;所述主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098或抗氧剂626;所述辅抗氧剂为 2-巯基苯并咪唑MB、亚磷酸三苯酯TPP、硫代二丙酸二月桂酯DLTP或硫代二丙酸二硬脂醇酯 DSTP〇
[0014] 优选地，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一 种或者至少两种的混合物。
[0015] 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料的制备方法，包括:将三元乙丙橡胶、 聚丙烯、热塑性弹性体、改性蒙脱土、多壁碳纳米管、碳酸钙、相容剂、主紫外线吸收剂、辅紫 外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和润滑剂加入密炼机中密炼均匀，再送入单螺杆挤出机中 进行第一次塑料，其中螺杆转速为200-400r/min，第一次塑炼的加工温度为160-180°c;切 粒后，得到橡胶母粒；将所述橡胶母粒和硫化剂、石蜡油和活性锌氧粉加入高混机中，在 500-600rpm的转速条件下混合0.2-0.4h，再转移至双螺杆挤出机中进行第二次塑炼，其中 螺杆长径比为55-65,喂料转速为50-70rpm，螺杆转速为300-500rpm，第二次塑炼的加工温 度为160-220°C，拉条，冷却，切粒，得到所述汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料。
[0016] 优选地，所述第二次塑炼的加工温度具体为：一区温度160°C、二区温度170°C、三 区温度180°C、四区温度190°C、五区温度200°C、六区温度205°C、七区温度210°C、八区温度 220°C、九区温度225°C、十区温度230°C^一区温度225°C、十二区温度215°C。
[0017]本发明中，所述热塑性硫化橡胶材料采用特定配比的E型三元乙丙橡胶、D型三元 乙丙橡胶和H型三元乙丙橡胶作为三元乙丙橡胶的来源，使其拉伸强度、弯曲模量都处于一 个合理的状态，在用于汽车转向防尘罩中，可获得优异的耐永久变形;高比例的聚丙烯和热 塑性弹性体的加入，在和三元乙丙橡胶复配时，可以大大改善橡胶材料本身的柔韧性，并具 有非常优异的加工性能性能，从而满足汽车转向防尘罩的性能要求。
[0018] 此外，本发明中还加入一定量的改性蒙脱土和多壁碳纳米管，其中改性蒙脱土是 通过将蒙脱土浸酸后，乙酸分子进入到内部，将蒙脱土的内部层间距拉大，晶面间距增大， 经高温处理后蒙脱土的层状结构遭到破坏，其内部结构变得松散并且体积发生膨胀，由此 实现对蒙脱土表面的活化效应，得到插层蒙脱土，再与有机胺高温处理后，使蒙脱土的表层 包覆有机胺的结构，由此形成的改性蒙脱土在橡胶基料中能够良好分散，不会出现团聚，且 橡胶分子能够插入到蒙脱土的纳米层之间，结合力较强，二者形成分子链缠绕，所述改性蒙 脱土起到物理交联点的作用，由此可以大大提高橡胶材料的强度、抗撕裂应力和拉断伸长 率;此外，加入的多壁碳纳米管首先通过混酸处理后，在其表面含有大量活性基团，再经过 与硅烷偶联剂的接枝处理，可以显著提高橡胶材料的界面结合效应，由此使得所述橡胶材 料具有较高的韧性，同时保持良好的强度和刚性；由于多壁碳纳米管与前述改性蒙脱土片 层间形成了一定程度的相互穿插和咬合，在两方面共同作用下，可形成良好的封闭炭层，而 炭层作为绝缘和难燃材料，可有效降低挥发性气体或燃料向火焰区域扩散，使得材料的热 释放速率相应降低，进而使所述橡胶材料获得良好的阻燃性能。
[0019] 还有，本发明中还加入了特定配比的硫化剂体系，以有机过氧化物交联体系作为 硫化剂，可以有效地控制交联材料的交联程度和均匀性能，使三元乙丙橡胶在与聚烯烃等 的熔融共混过程实现动态硫化，从而改善了所述橡胶材料的机械力学性能和致密度，增强 材料的耐热、抗氧化性能；加入一定含量的石蜡油、主辅紫外线吸收剂、主辅抗氧剂以及润 滑剂则使得所述橡胶材料具有良好的加工性能和抗热老化性能，所述制备得到的橡胶材料 不但力学等性能极好，而且还可以回收循环使用，符合循环经济理念。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0021] 实施例1
[0022] 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡 胶100份，聚丙烯300份，热塑性弹性体TPE 40份，改性蒙脱土40份，多壁碳纳米管10份，碳酸 钙20份，马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物POE-g-MAH 5份，硫化剂10份，石蜡油20份，活性锌 氧粉5份，紫外线吸收剂UV-326 1份，紫外线吸收剂UV-9 1份，抗氧剂1076 1份，2-巯基苯并 咪唑MB 1份，乙撑双硬脂酸酰胺1份；
[0023]其中，所述三元乙丙橡胶是由30wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片稀的E型三元 乙丙橡胶、60wt %的第三单体为双环戊二稀的D型三元乙丙橡胶和10wt %的第三单体为1， 4-己二烯的H型三元乙丙橡胶组成；
[0024]所述改性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为300目的蒙脱土加入乙酸中，在200°C 下搅拌l〇h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层蒙脱土中加入三乙 胺，搅拌均匀后，在400°c下加热0.5h，冷却至室温，研磨，得到所述改性蒙脱土;其中，蒙脱 土、乙酸、三乙胺的重量配比为1:0.8:3;
[0025]所述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将多壁碳 纳米管加入浓硝酸溶液中，在40°C下超声处理lh，再在80°C水浴中搅拌反应lh，冷却至室 温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得到氧化碳纳米管;将所述氧化碳纳米管和以多壁碳纳 米管质量为基准的10%的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂加入到乙醇中，在60°C下搅拌反应 6h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管；
[0026]所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为0.18/1〇!^11，测试条件为2.161^/ 230°C ;所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为95% ;所述硫化剂是由重量配比为4:1的 过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯组成。
[0027] 实施例2
[0028] 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡 胶300份，聚丙烯100份，热塑性聚氨酯弹性体TPU 100份，改性蒙脱土 10份，多壁碳纳米管30 份，碳酸钙5份，马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS-g-MAH 15份，硫化 剂0.2份，石蜡油100份，活性锌氧粉1份，紫外线吸收剂UV-326 3份，紫外线吸收剂UV-9 0.5 份，抗氧剂1098 3份，亚磷酸三苯酯TPP 0.5份，油酸酰胺3份；
[0029]其中，所述三元乙丙橡胶是由50wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片稀的E型三元 乙丙橡胶、40wt %的第三单体为双环戊二稀的D型三元乙丙橡胶和10wt %的第三单体为1， 4-己二烯的H型三元乙丙橡胶组成；
[0030] 所述改性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为500目的蒙脱土加入乙酸中，在160°C 下搅拌14h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层蒙脱土中加入三乙 胺，搅拌均匀后，在200°C下加热2h，冷却至室温，研磨，得到所述改性蒙脱土;其中，蒙脱土、 乙酸、三乙胺的重量配比为1:1:2;
[0031] 所述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将多壁碳 纳米管加入体积比为1:3的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，在20°C下超声处理3h，再在60 °(：水浴中搅拌反应3h，冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得到氧化碳纳米管;将所 述氧化碳纳米管和以多壁碳纳米管质量为基准的1 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂加入 到乙醇中，在90°C下搅拌反应4h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管；
[0032]所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为50g/10min，测试条件为2.16kg/230 °C ;所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为90% ;所述硫化剂是由重量配比为6:1的过 氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯组成。
[0033] 实施例3
[0034] 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡 胶200份，聚丙烯200份，乙烯-丙烯共聚物橡胶70份，改性蒙脱土25份，多壁碳纳米管20份， 碳酸钙12份，马来酸酐接枝三元乙丙橡胶EPDM-g-MAH10份，硫化剂5份，石蜡油60份，活性锌 氧粉3份，紫外线吸收剂UV-326 2份，紫外线吸收剂UV-9 0.7份，抗氧剂626 2份，硫代二丙 酸二月桂酯DLTP 0.8份，硬脂酸锌2份；
[0035]其中，所述三元乙丙橡胶是由40wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片稀的E型三元 乙丙橡胶、55wt%的第三单体为双环戊二烯的D型三元乙丙橡胶和5wt%的第三单体为1，4_ 己二烯的H型三元乙丙橡胶组成；
[0036]所述改性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为400目的蒙脱土加入乙酸中，在180°C 下搅拌12h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层蒙脱土中加入三乙 胺，搅拌均匀后，在300°C下加热1.2h，冷却至室温，研磨，得到所述改性蒙脱土，蒙脱土、乙 酸、三乙胺的重量配比为1:0.9:2.5;
[0037]所述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将多壁碳 纳米管加入体积比为1:2的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，在30°C下超声处理2h，再在70 °(：水浴中搅拌反应2h，冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得到氧化碳纳米管;将所 述氧化碳纳米管和以多壁碳纳米管质量为基准的5 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂加入 到乙醇中，在70°C下搅拌反应5h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管；
[0038]所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为25g/10min，测试条件为2.16kg/230 °C，所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为92% ;所述硫化剂是由重量配比为5:1的过 氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯组成。
[0039] 实施例4
[0040] 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其原料按重量份包括:三元乙丙橡 胶250份，聚丙烯150份，热塑性弹性体80份，改性蒙脱土 20份，多壁碳纳米管15份，碳酸钙15 份，相容剂10份，硫化剂3.5份，石蜡油50份，活性锌氧粉2份，紫外线吸收剂UV-326 1.5份， 紫外线吸收剂UV-9 0.8份，抗氧剂626 2.5份，硫代二丙酸二硬脂醇酯DSTP 0.8份，润滑剂2 份；
[0041 ]其中，所述三元乙丙橡胶是由45wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片稀的E型三元 乙丙橡胶、45wt%的第三单体为双环戊二烯的D型三元乙丙橡胶和5wt%的第三单体为1，4_ 己二烯的H型三元乙丙橡胶组成；
[0042]所述改性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为400目的蒙脱土加入乙酸中，在170°C 下搅拌13h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层蒙脱土中加入三乙 胺，搅拌均匀后，在300°C下加热lh，冷却至室温，研磨，得到所述改性蒙脱土，其中蒙脱土、 乙酸、三乙胺的重量配比为1:0.9:2.5;
[0043]所述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将多壁碳 纳米管加入体积比为1:1的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，在30°C下超声处理2h，再在70 °(：水浴中搅拌反应2h，冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得到氧化碳纳米管;将所 述氧化碳纳米管和以多壁碳纳米管质量为基准的6 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂加入 到乙醇中，在80°C下搅拌反应5h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管；
[0044]所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为30g/10min，测试条件为2.16kg/230 °C ;所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为93% ;所述热塑性弹性体为热塑性弹性体 TPE、乙烯-丙烯共聚物橡胶中的两种混合物;所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物 POE-g-MAH、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶EPDM-g-MAH中的两种混合物;所述硫化剂是由重量 配比为5:1的过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯组成;所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰 胺、油酸酰胺、硬脂酸钙的三种混合物。
[0045]上述实施例1-4所述汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料的制备方法，包括:将 三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体、改性蒙脱土、多壁碳纳米管、碳酸钙、相容剂、主紫外 线吸收剂、辅紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和润滑剂加入密炼机中密炼均匀，再送入 单螺杆挤出机中进行第一次塑料，其中螺杆转速为200-400r/min，第一次塑炼的加工温度 为160-180°C;切粒后，得到橡胶母粒;将所述橡胶母粒和硫化剂、石蜡油和活性锌氧粉加入 高混机中，在500-600rpm的转速条件下混合0.2-0.4h，再转移至双螺杆挤出机中进行第二 次塑炼，其中螺杆长径比为55-65，喂料转速为50-70rpm，螺杆转速为300-500rpm，第二次塑 炼的加工温度为160-220°C，拉条，冷却，切粒，得到所述汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶 材料;所述第二次塑炼的加工温度具体为：一区温度160 °C、二区温度170 °C、三区温度180 °C、四区温度190°C、五区温度200°C、六区温度205°C、七区温度210°C、八区温度220°C、九区 温度225°C、十区温度230°C^一区温度225°C、十二区温度215°C。
[0046]将上述实施例1-4所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料进行性能测试， 结果如下所示：
[0049] 本发明所述压缩永久变形采用ASTM D395中的方法B进行测试（125°C X22h， 25% );上述实施例1-4的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料能够获得的1.6mm厚度燃 烧阻燃UL94标准V0等级，并能通过UL1581VW-1垂直燃烧试验。
[0050]本发明中，所述热塑性硫化橡胶材料采用特定配比的E型三元乙丙橡胶、D型三元 乙丙橡胶和H型三元乙丙橡胶作为三元乙丙橡胶的来源，使其拉伸强度、弯曲模量都处于一 个合理的状态，在用于汽车转向防尘罩中，可获得优异的耐永久变形;高比例的聚丙烯和热 塑性弹性体的加入，在和三元乙丙橡胶复配时，可以大大改善橡胶材料本身的柔韧性，并具 有非常优异的加工性能性能，从而满足汽车转向防尘罩的性能要求。
[0051]此外，本发明中还加入一定量的改性蒙脱土和多壁碳纳米管，其中改性蒙脱土是 通过将蒙脱土浸酸后，乙酸分子进入到内部，将蒙脱土的内部层间距拉大，晶面间距增大， 经高温处理后蒙脱土的层状结构遭到破坏，其内部结构变得松散并且体积发生膨胀，由此 实现对蒙脱土表面的活化效应，得到插层蒙脱土，再与有机胺高温处理后，使蒙脱土的表层 包覆有机胺的结构，由此形成的改性蒙脱土在橡胶基料中能够良好分散，不会出现团聚，且 橡胶分子能够插入到蒙脱土的纳米层之间，结合力较强，二者形成分子链缠绕，所述改性蒙 脱土起到物理交联点的作用，由此可以大大提高橡胶材料的强度、抗撕裂应力和拉断伸长 率;此外，加入的多壁碳纳米管首先通过混酸处理后，在其表面含有大量活性基团，再经过 与硅烷偶联剂的接枝处理，可以显著提高橡胶材料的界面结合效应，由此使得所述橡胶材 料具有较高的韧性，同时保持良好的强度和刚性；由于多壁碳纳米管与前述改性蒙脱土片 层间形成了一定程度的相互穿插和咬合，在两方面共同作用下，可形成良好的封闭炭层，而 炭层作为绝缘和难燃材料，可有效降低挥发性气体或燃料向火焰区域扩散，使得材料的热 释放速率相应降低，进而使所述橡胶材料获得良好的阻燃性能。
[0052]此外，本发明中还加入了特定配比的硫化剂体系，以有机过氧化物交联体系作为 硫化剂，可以有效地控制交联材料的交联程度和均匀性能，使三元乙丙橡胶在与聚烯烃等 的熔融共混过程实现动态硫化，从而改善了所述橡胶材料的机械力学性能和致密度，增强 材料的耐热、抗氧化性能；加入一定含量的石蜡油、主辅紫外线吸收剂、主辅抗氧剂以及润 滑剂则使得所述橡胶材料具有良好的加工性能和抗热老化性能，所述制备得到的橡胶材料 不但力学等性能极好，而且还可以回收循环使用，符合循环经济理念。
[0053]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在于，其原料按重量份包括:三 元乙丙橡胶100-300份，聚丙烯100-300份，热塑性弹性体40-100份，改性蒙脱土 10-40份，多 壁碳纳米管10-30份，碳酸钙5-20份，相容剂5-15份，硫化剂0.2-10份，石蜡油20-100份，活 性锌氧粉1-5份，主紫外线吸收剂1-3份，辅紫外线吸收剂0.5-1份，主抗氧剂1-3份，辅抗氧 剂0.5-1份，润滑剂1-3份； 其中，所述三元乙丙橡胶是由30-50wt%的第三单体为亚乙烯基降冰片稀的E型三元乙 丙橡胶、40-60wt%的第三单体为双环戊二稀的D型三元乙丙橡胶和5-10wt%的第三单体为 1，4_己二烯的Η型三元乙丙橡胶组成。2. 根据权利要求1所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在于，所述改 性蒙脱土的制备方法包括:将粒径为300-500目的蒙脱土加入乙酸中，在160-200°C下搅拌 10-14h，烘干，得到插层蒙脱土;在氮气保护的条件下，向所述插层蒙脱土中加入三乙胺，搅 拌均匀后，在200-400 °C下加热0.5-2h，冷却至室温，研磨，得到所述改性蒙脱土;优选地，蒙 脱土、乙酸、三乙胺的重量配比为1:0.8-1:2-3。3. 根据权利要求1或2所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在于，所 述多壁碳纳米管是通过硅烷偶联剂改性制得，其具体制备方法包括:将多壁碳纳米管加入 体积比为1:0-3的浓硝酸与浓硫酸的混合酸溶液中，在20-40°C下超声处理l_3h，再在60-80 °(：水浴中搅拌反应l_3h，冷却至室温，抽滤，用去离子水洗涤至中性，得到氧化碳纳米管;将 所述氧化碳纳米管和以多壁碳纳米管质量为基准的1-10%的3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联 剂加入到乙醇中，在60-90°C下搅拌反应4-6h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管。4. 根据权利要求1-3任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在 于，所述聚丙烯为均聚聚丙烯，且熔体流动速率为0.1_50g/10min，测试条件为2.16kg/230 °C ;所述均聚聚丙烯的结晶度2 80%，等规度为90-95%。5. 根据权利要求1-4任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在 于，所述热塑性弹性体为热塑性弹性体TPE、热塑性聚氨酯弹性体TPU、乙烯-丙烯共聚物橡 胶中的一种或者至少两种的混合物;所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物P〇E-g-MAH、马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SEBS-g-MAH、马来酸酐接枝三元乙 丙橡胶EPDM-g-MAH中的一种或者至少两种的混合物。6. 根据权利要求1-5任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在 于，所述硫化剂是由重量配比为4-6:1的过氧化二异丙苯和三烯丙基异氰脲酸酯组成。7. 根据权利要求1-6任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在 于，所述主紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-326;所述辅紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-9;所述主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098或抗氧剂626;所述辅抗氧剂为2-巯基苯并咪唑 MB、亚磷酸三苯酯TPP、硫代二丙酸二月桂酯DLTP或硫代二丙酸二硬脂醇酯DSTP。8. 根据权利要求1-7任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料，其特征在 于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或者至少两 种的混合物。9. 一种根据权利要求1-8任一项所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料的制备 方法，其特征在于，包括:将三元乙丙橡胶、聚丙烯、热塑性弹性体、改性蒙脱土、多壁碳纳米 管、碳酸钙、相容剂、主紫外线吸收剂、辅紫外线吸收剂、主抗氧剂、辅抗氧剂和润滑剂加入 密炼机中密炼均匀，再送入单螺杆挤出机中进行第一次塑料，其中螺杆转速为200-400r/ min，第一次塑炼的加工温度为160-180°C ;切粒后，得到橡胶母粒;将所述橡胶母粒和硫化 剂、石蜡油和活性锌氧粉加入高混机中，在500-600rpm的转速条件下混合0.2-0.4h，再转移 至双螺杆挤出机中进行第二次塑炼，其中螺杆长径比为55-65，喂料转速为50-70rpm，螺杆 转速为300-500rpm，第二次塑炼的加工温度为160-220 °C，拉条，冷却，切粒，得到所述汽车 转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料。10.根据权利要求9所述的汽车转向防尘罩用热塑性硫化橡胶材料的制备方法，其特征 在于，所述第二次塑炼的加工温度具体为：一区温度160°C、二区温度170°C、三区温度180 °C、四区温度190°C、五区温度200°C、六区温度205°C、七区温度210°C、八区温度220°C、九区 温度225°C、十区温度230°C^一区温度225°C、十二区温度215°C。
【文档编号】C08K5/14GK105820438SQ201610280185
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】夏玉洁, 曹春林, 任福海, 陈恩军, 吴章柱, 许峰, 宋乔, 方毅明
【申请人】安徽中鼎橡塑制品有限公司