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、 耐久性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，其所制备得到的热塑性硫化橡胶材料具有高强度、低模量的性能优 点，生产出的防尘罩同时也具有优异的耐久性和柔韧性，从而更加方便防尘罩在汽车上的 装配，提尚生广效率。
[0005] -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:EPDM100-300 份，聚丙烯100-300份，改性补强剂2-40份，填料10-80份，硫化剂0.2-10份，加工油20-100 份，加工助剂5-30份；
[0006] 所述EPDM是由30-70wt%的乙烯，20-68wt%的丙烯和2-10wt%的乙烯基降冰片烯 共聚而成;所述聚丙稀是由50-80wt%的共聚型聚丙稀和20-50wt%的均聚型聚丙稀组成。
[0007] 在【具体实施方式】中，ΕΗ)Μ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;改性补强剂的重量份可以为3、5、7、14、18、20、25、28、31、33、 36、37、39;填料的重量份可以为12、16、18、20、24、30、42、56、60、65、70、78、83、85、87;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;加工油的重量份可以为22、26、30、 35、40、53、68、75、80、85、90、95、98;加工助剂的重量份可以为6、8、10、12、16、20、24、25、27、 28、29〇
[0008] 优选地，，所述EPDM的门尼粘度(ML1+4，125°C)为50-70。
[0009] 优选地，所述共聚型聚丙烯的共聚单体为乙烯、丁烯、己烯、辛烯中的一种或者至 少两种的混合物，所述共聚型聚丙烯的弯曲模量< 1 lOOMPa，熔融指数为0.5-5.0g/10min; 所述均聚型聚丙稀的恪融指数为〇. 5-5.0g/10min。
[0010] 优选地，所述改性补强剂为木肩纤维素季铵盐改性白炭黑，其制备方法包括:按重 量份将10-15份木肩加入30-35wt%的氢氧化钠溶液中碱化处理l-3h，过滤，水洗，在90-100 °C下干燥至恒重，得到碱性木肩纤维素；向所述碱性木肩纤维素中加入异丙醇，搅拌下加入 氢氧化钠溶液，混匀后加入20-25份CTA，在35-40°C下搅拌反应2-4h，用含量为l-15wt%的 盐酸调节pH至7-8后抽滤，再加入甲醇水溶液中浸泡0.5-lh，抽滤，干燥，得到季铵化改性木 肩纤维素;将所述季铵化改性木肩纤维素加水后，加入40-60份的白炭黑，在50-60°C水浴中 搅拌8-1011，再在温度为30-35°(3，频率为18-20沾^的条件下超声辐照10-1211，抽滤，洗涤，干 燥，得到所述木肩纤维素季铵盐改性白炭黑。
[0011]优选地，所述填料为滑石粉、硅藻土、碳酸钙、高岭土、云母粉、粘土中一种或者至 少两种的混合物。
[0012] 优选地，所述的硫化剂是由硫化剂和硫化助剂组成;硫化剂为酚醛树脂或过氧化 物；当采用酚醛树脂作为硫化剂时，硫化助剂为金属卤化物；当采用过氧化物作为硫化剂 时，硫化助剂为氰酸酯类、二乙烯苯类或丙烯酸酯类。
[0013] 优选地，所述加工油为环烷油、芳烃油、石蜡油中的一种或者至少两种的混合物。
[0014] 优选地，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂、稳定剂、抗菌剂中的一种或者至少两种 的混合物；
[0015]其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂626中的一种或 者至少两种的混合物;所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双油酸酰胺、硬脂酸锌、硬脂 酸钙、PE蜡、二甲基硅油中的一种或者至少两种的混合物;所述稳定剂为含二苯甲酮官能团 化合物光稳定剂、受阻酚稳定剂、亚磷酸酯稳定剂、受阻胺光稳定剂中的一种或至少两种的 混合物;所述抗菌剂为纳米银粉或纳米氧化锌粉末。
[0016]优选地，所述热塑性硫化橡胶材料还包括相容剂1-20份，所述相容剂为三元乙丙 橡胶-马来酸酐接枝物、聚烯烃弹性体-马来酸酐接枝物、乙烯-乙酸乙烯酯接枝共聚物、丙 烯酸酯共聚物中的一种或至少两种的混合物。
[0017] -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EPDM、改性补强 剂、填料、加工油和加工助剂加入密炼机中混炼均匀，再送入单螺杆挤出机中挤出造粒，得 到橡胶母粒;将所述橡胶母粒和聚丙烯和硫化剂加入高混机中混合20-30min，再转移至双 螺杆挤出机中塑炼、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，其 中，螺杆长径比为55-64,喂料转速为30-80rpm，螺杆转速为300-500rpm，加工温度为160-250°C;优选地，所述加工温度具体为：一区温度160°C、二区温度180°C、三区温度185°C、四 区温度190°C、五区温度195°C、六区温度200°C、七区温度205°C、八区温度210°C、九区温度 215°C、十区温度220°C、十一区温度225°C、十二区温度230°C、十三区温度225°C。
[0018]本发明中，所述热塑性硫化橡胶材料采用一定比例的EPDM，因一般的三元乙丙橡 胶的化学性质相对稳定，选用特定配比的乙烯、丙烯和乙烯基降冰片烯共聚得到的三元聚 合物，使其拉伸强度、弯曲模量以及交联聚合度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和加工成型性能；聚丙烯通过限定为特定配比的共聚型 聚丙烯和均聚型聚丙烯的组合物，由此所得到的聚丙烯具有良好的耐溶剂性、耐热性和加 工流动性，在和EPDM复配时，可以大大改善橡胶材料本身的柔韧性，并具有非常优异的性 能，从而满足汽车转向防尘罩的性能要求;改性补强剂是通过木肩纤维素季铵盐改性白炭 黑得到，其可以在橡胶基料中进行良好分散，不会出现团聚，因此橡胶分子能够插入到白炭 黑的纳米层之间，使得白炭黑与橡胶分子链形成缠绕，起到物理交联点的作用，与此同时木 肩纤维素季铵盐的改性剂作为有机成分，与橡胶分子结合力较强，进一步增加了白炭黑与 橡胶分子的作用，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;此外制备 所述热塑性硫化橡胶材料过程中，采用动态硫化技术，以有机过氧化物交联体系或者酚醛 树脂体系作为硫化剂，可以有效地控制交联材料的交联程度和均匀性能;并且使用特定参 数下的塑炼加工工艺，使得共混过程更加充分，共混物中的橡胶相粒径更小，分布更均匀， 分子链间的缠结作用较小，解缠相对容易，以此避免因为橡胶材料过硫化而导致的流动性 变差效应;本发明中还加入一定量的抗氧剂、润滑剂、稳定剂、抗菌剂形成的加工助剂，由此 使制备得到的热塑性硫化橡胶材料具有良好的加工性能和力学性能。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过具体实