一种耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物及其制备方法，特别涉及采用挤出工艺制造的具有耐低温、耐油和环保要求的橡胶组合物及其生产方法。
【背景技术】
[0002]氯丁胶具有较佳的耐油性、耐候性和耐臭氧性能，在汽车胶管有着广泛的应用。但是，氯丁胶的成本较高，储存稳定性较差，常常在储存过程中就会发生焦烧而导致混炼胶无法使用。耐油汽车胶管对于耐油性的橡胶有较大的需求量，所以亟需寻找一种低成本的耐油橡胶取代氯丁胶。
[0003]氯化聚乙烯是聚乙烯通过氯代反应而制成的，分子链是饱和的，不含双键。橡胶用途中，最通常的为氯含量25%到42%的产品。随着氯含量的增加，橡胶的阻燃性、耐液体介质、耐油性提高，而耐热性、耐低温性有所降低，氯含量在35%的是最通用牌号。同时，氯化聚乙烯(CPE)的价格低廉，性价比优异，是替代氯丁胶的理想材料。
[0004]氯化聚乙烯是一种饱和橡胶，无法使用硫磺硫化体系，常用的硫化体系是过氧化物和硫脲体系。但是过氧化物硫化体系不适用于硫化缸中水蒸气硫化，而硫脲体系中最常用的促进剂亚乙基硫脲NA-22。促进剂亚乙基硫脲NA-22硫化体系的硫化速度慢，老化性能和压变性能均较差，而且促进剂亚乙基硫脲NA-22由于会产生具有致癌性的亚硝胺，硫化时会产生难闻的气味，在国内外已经限制使用。另外，目前的氯化聚乙烯(CPE)硫化过程中，为了避免硫化程度低而造成硫化起泡的现象，通常在硫化缸硫化时，需要使用包布或者包塑的方法，硫化完成后，还需要解布或者脱塑，使得硫化工艺复杂。
[0005]现有的氯化聚乙烯配方中，经常使用的吸酸稳定剂氧化铅，促进剂亚乙基硫脲NA-22，增塑剂氯化石蜡等，都是欧盟限制电子电器设备中某些有害物质的指令(R0SH)禁用的物质，使得氯化聚乙烯在环保要求越来越高的应用领域受到了极大的限制。
【发明内容】
[0006]本发明针对耐油汽车胶管所使用的原材料氯丁胶的价格贵、储存稳定性差等缺点，以及现有的氯化聚乙烯的耐低温性能差、硫化速度慢、硫化程度低和不环保等问题，提出了一种耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物及其制备方法。
[0007]本发明涉及耐低温的环保型的氯化聚乙烯的橡胶组合物，其组份和质量分数为:
[0008]—种耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物的组份和质量份数为:氯化聚乙稀:100份；炭黑:5?40份；增塑剂creat E2:10?130份；无机填充剂:30?60份；轻质氧化镁:5?20份；硬脂酸钙:2?10份
[0009]石蜡:1?3份；聚乙烯蜡:3?5份；防老剂RD:1?3份；增塑剂:10?40份；硫化剂 EataVulc PT75:1 ?4 份；促进剂 EataAccel 903:1 ?4 份。
[0010]所述的氯化聚乙烯中氯含量为25%?42%。
[0011]所述的炭黑的是N550炭黑、N774炭黑、喷雾炭黑、天然气半补强炭黑中的一种或几种的混合物。
[0012]所述的无机填料是碳酸钙、纳米碳酸钙、滑石粉、陶土中的一种或几种的混合物。
[0013]所述的增塑剂是偏苯三甲酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二 [2- (2- 丁氧基乙氧基)乙酯](BXA-N，磐石化学有限公司)、己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]和聚醚混合物(BXA-R，磐石化学有限公司)。
[0014]一种如权利要求1所述的耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤:
[0015]按照重量份数将氯化聚乙烯橡胶、防老剂RD、硬脂酸钙、轻质氧化镁放入密炼机中捏炼2?3分钟，然后将炭黑、增塑剂creat E2、无机填充剂、石蜡、聚乙烯蜡加入密炼机进行捏炼2?3分钟后，依次加入增塑剂和硫化剂，继续捏炼3?4分钟后，当温度达到110?120°C时排胶，在开炼机上薄通3次，然后打6个三角包、6个卷，即可得到一种耐低温的环保型的氯化聚乙烯混炼胶。
[0016]硫化温度:140?170°C，硫化时间:20?60分钟。
[0017]本发明的有益效果是:所得到的环保型的氯化聚乙烯具有较佳的物理机械性能，硬度:65?85，拉伸强度:8?13MPa，断裂伸长率:250?400% ; 100°C老化后，硬度变化:0?7，拉伸强度变化率:-17?-13 %，断裂伸长率变化率:-17?-1 %; 120°C耐3#油，拉伸强度变化率:-15?-30%，断裂伸长率变化率:-11?-18%;低温脆性温度:-36?-46°C，实现了使用低成本的氯化聚乙烯取代氯丁胶作为耐油胶管。
[0018]本发明与传统的氯化聚乙烯(CPE)配方相比，所有的原材料均为环保型的，全部满足R0HS和欧盟法规《化学品注册、评估、许可和限制》(REACH)要求；采用了新型的噻二唑类硫化剂PT-75和促进剂903，使得硫化速度明显提高，可使CPE在较低的温度下进行裸硫化；使用了新型的补强性填料creat E2，可以在大量填充的情况下，而不损失，氯化聚乙烯(CPE)的力学性能；本发明所得的，氯化聚乙烯(CPE)具有较好的耐油性能和良好的挤出性能，使得CPE适用于挤出工艺，生产具有耐油要求的汽车胶管。
【具体实施方式】
[0019]一种耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物，其特征在于，所述橡胶组合物的组份和质量份数为:氯化聚乙稀:100份；炭黑:5?40份；增塑剂creatE2:10?130份；无机填充剂:30?60份；轻质氧化镁:5?20份；硬脂酸钙:2?10份
[0020]石蜡:1?3份；聚乙烯蜡:3?5份；防老剂RD:1?3份；增塑剂:10?40份；硫化剂 EataVulc PT75:1 ?4 份；促进剂 EataAccel 903:1 ?4 份。
[0021]所述的氯化聚乙烯中氯含量为25%?42%。
[0022]所述的炭黑的是N550炭黑、N774炭黑、喷雾炭黑、天然气半补强炭黑中的一种或几种的混合物。
[0023]所述的无机填料是碳酸钙、纳米碳酸钙、滑石粉、陶土中的一种或几种的混合物。
[0024]所述的增塑剂是偏苯三甲酸三辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二 [2- (2- 丁氧基乙氧基)乙酯](BXA-N，磐石化学有限公司)、己二酸二 [2-(2- 丁氧基乙氧基)乙酯]和聚醚混合物(BXA-R，磐石化学有限公司)。
[0025]一种如权利要求1所述的耐低温的环保型氯化聚乙烯的橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤:
[0026]按照重量份数将氯化聚乙烯橡胶、防老剂RD、硬脂酸钙、轻质氧化镁放入密炼机中捏炼2?3分钟，然后将炭黑、增塑剂creat E2、无机填充剂、石蜡、聚乙烯蜡加入密炼机进行捏炼2?3分钟后，依次加入增塑剂和硫化剂，继续捏炼3?4分钟后，当温度达到110?120°C时排胶，在开炼机上薄通3次，然后打6个三角包、6个卷，即可得到一种耐低温的环保型的氯化聚乙烯混炼胶。
[0027]硫化温度:140?170°C，硫化时间:20?60分钟。
[0028]具体实施例1:
[0029]氯化聚乙烯CM 352LF，杭州科利化工有限公司产品，100份；快压出炭黑30份；增塑剂creat E2，20份；无机填充剂，轻钙30份；轻质氧化镁10份；硬脂酸钙5份；石蜡1份；聚乙烯蜡3份；防老剂RD3份；增塑剂T0TM15份；增塑剂DOS 15份；EataVulc PT75，3份；EataAccel 903，3 份。
[0030]胶料的主要性能:硬度:70，拉伸强度:12.0Mpa，断