本發(fā)明屬于橡膠技術領域，具體涉及一種高耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物。
背景技術：
隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車橡膠軟管作為汽車的一個重要安全部件受到越來越多汽車廠家的關注。由于汽車橡膠軟管通常處于高溫半封閉環(huán)境中工作，特別是路況不好的情況下它會在一定臭氧濃度的復合環(huán)境下工作，這就要求汽車橡膠軟管具有較高的耐熱和耐臭氧性能，即在120℃環(huán)境下200h伸長率變化小于50％、硬度變化不超過15，且在100pphm×40℃×伸長20％臭氧環(huán)境下240h不出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。丁腈橡膠(NBR)具有耐油性、耐磨性、低的壓縮永久變形、良好的加工性能，但其屬于不飽和高分子化合物，容易出現(xiàn)臭氧龜裂。因此，開發(fā)一種高耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠配方具有廣闊的市場應用前景。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是提供一種高耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物。
本發(fā)明的技術方案是：
一種耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物，它是由以下質(zhì)量份的組分制備而成：
優(yōu)選的，本發(fā)明所述的耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物，它是由以下質(zhì)量份的組分制備而成：
本發(fā)明以丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠作為生膠；所述的丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠中丁腈橡膠和聚氯乙烯的質(zhì)量比為7∶3；所述的丁腈橡膠中丙烯腈含量為33％。該丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠的優(yōu)點是丁腈橡膠和聚氯乙烯的質(zhì)量比適中，丁腈橡膠中丙烯腈含量較高，所制備的混煉膠加工安全性和儲藏性均較好，制得的硫化膠綜合性能優(yōu)異。
所述的硫化劑為硫化劑TMTD、硫化劑DM和硫化劑DTDM-80的混合硫化劑。其中，每100質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用0.5～5質(zhì)量份硫化劑TMTD、0.5～5質(zhì)量份硫化劑DM、0.5～5質(zhì)量份硫化劑DTDM-80；優(yōu)選的，每100質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用1～3質(zhì)量份硫化劑TMTD、1～3.5質(zhì)量份硫化劑DM、1.5～3.5質(zhì)量份硫化劑DTDM-80。所述的硫化劑TMTD為四甲基二硫代秋蘭姆；所述的硫化劑DM為2,2'-二硫代二苯并噻唑；所述的硫化劑DTDM-80為4，4′-二硫代二嗎啉。本發(fā)明由硫化劑TMTD、硫化劑DM和硫化劑DTDM-80構(gòu)成硫化體系。由于傳統(tǒng)的硫化體系通常含有硫磺，制備的混煉膠門尼焦燒時間偏短，不利于混煉膠的儲存。本發(fā)明采用的硫化體系，不含有硫磺，不僅具有傳統(tǒng)硫化膠所具有的物理性能，而且門尼焦燒時間有較大的改善。
所述的防老劑為防老劑MB和防老劑4010NA的混合防老劑。其中，每100份質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用0.5～3質(zhì)量份防老劑MB、1～5質(zhì)量份防老劑4010NA；優(yōu)選的，每100份質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用0.8～1.5質(zhì)量份防老劑MB、1.5～3質(zhì)量份防老劑4010NA。所述的防老劑MB為2-巰基苯并咪唑；所述的防老劑4010NA為N-異丙基-N’-苯基對苯二胺。
所述的補強劑為滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、快壓出炭黑N550、半補強炭黑N774中的至少一種。其中，每100份質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用0～60質(zhì)量份滑石粉、0～60質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣、0～50質(zhì)量份快壓出炭黑N550、0～50質(zhì)量份半補強炭黑N774；優(yōu)選的，每100份質(zhì)量份丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠使用10～45質(zhì)量份滑石粉、10～60質(zhì)量份輕質(zhì)碳酸鈣、5～35質(zhì)量份快壓出炭黑N550、5～45質(zhì)量份半補強炭黑N774。
由于對硫化膠的耐熱老化和臭氧老化綜合性能要求較高，所以對補強體系和防護體系的配比比較關鍵，本發(fā)明采用的快壓出炭黑N550、半補強炭黑N774、滑石粉和輕質(zhì)碳酸鈣的組成補強體系，防老劑4010NA和防老劑MB組成的防護體系，既能夠保證硫化膠料滿足基本性能，又能夠達到技術要求的耐熱老化和臭氧老化綜合性能。
所述的增塑劑為增塑劑TOTM，即偏苯三酸三辛酯。
本發(fā)明的另一個目的是提供丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的制備方法，步驟如下：
按照配方稱取丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠、氧化鋅、硫化劑、硬脂酸、防老劑、補強劑和增塑劑；在密煉機中同時加入丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠、氧化鋅和防老劑，攪拌加熱50～70s，待溫度達到70℃，加入補強劑和增塑劑，繼續(xù)攪拌加熱100～120s，待溫度達到100℃，加入硬脂酸和硫化劑，繼續(xù)攪拌，當密煉機溫度達到130℃時，停止攪拌和加熱，排膠；得到的混煉膠在開煉機上薄通2～3次、出膠條，膠條經(jīng)防粘液后，通過風冷設備，冷卻至20～35℃。其中，所述的防粘液為2％的硬脂酸鋅水溶液。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明顯著提高了丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的耐熱老化和臭氧老化性能，延長橡膠軟管在汽車的使用壽命，保證其安全性。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
實施例1-5的高耐熱老化和臭氧老化丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的組分及用量如表1所示，由以下方法制備而成：按照配方稱取各組分；在密煉機中同時加入丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠、氧化鋅和防老劑，攪拌加熱50～70s，待溫度達到70℃，加入補強劑和增塑劑，繼續(xù)攪拌加熱100～120s，待溫度達到100℃，加入硬脂酸和硫化劑，繼續(xù)攪拌，當密煉機溫度達到130℃時，停止攪拌和加熱，排膠；得到的混煉膠在開煉機上薄通2～3次、出膠條，膠條經(jīng)防2％的硬脂酸鋅水溶液后，通過風冷設備，冷卻至20～35℃。
表1實施例1-5丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的組分及用量(質(zhì)量單位：克)
對比例1：丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠100質(zhì)量份；氧化鋅6質(zhì)量份；硫磺3質(zhì)量份；硫化劑DM 1質(zhì)量份；硫化劑DTDM-80 3質(zhì)量份；硬脂酸1質(zhì)量份；防老劑MB 0.8質(zhì)量份；防老劑4010NA 3質(zhì)量份；滑石粉45質(zhì)量份；輕質(zhì)碳酸鈣10質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 10質(zhì)量份；半補強炭黑N774 35質(zhì)量份；增塑劑TOTM 22質(zhì)量份。
對比例2：丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠100質(zhì)量份；氧化鋅6質(zhì)量份；硫化劑TMTD 3質(zhì)量份；硫化劑DM 1質(zhì)量份；硫化劑DTDM-80 3質(zhì)量份；硬脂酸1質(zhì)量份；防老劑MB 0.5質(zhì)量份；防老劑4010NA 0.8質(zhì)量份；滑石粉45質(zhì)量份；輕質(zhì)碳酸鈣10質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 10質(zhì)量份；半補強炭黑N774 35質(zhì)量份；增塑劑TOTM 22質(zhì)量份。
對比例3：丁腈橡膠/聚氯乙烯合金膠100質(zhì)量份；氧化鋅6質(zhì)量份；硫化劑TMTD 3質(zhì)量份；硫化劑DM 1質(zhì)量份；硫化劑DTDM-80 3質(zhì)量份；硬脂酸1質(zhì)量份；防老劑MB 0.8質(zhì)量份；防老劑4010NA 3質(zhì)量份；滑石粉75質(zhì)量份；輕質(zhì)碳酸鈣35質(zhì)量份；快壓出炭黑N550 20質(zhì)量份；半補強炭黑N774 0質(zhì)量份；增塑劑TOTM 22質(zhì)量份。
上述實施例的實驗性能檢測如表2：
表2實施例1-5制得的丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的性能參數(shù)
對比例1制得的丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物硬度66(邵爾A)，拉伸強度12.62MPa，伸長率429.57％，直角撕裂強度46.89N/mm。120℃下測得的門尼焦燒時間為7.9min，相較實施例1，門尼焦燒時間少7.4min。在120℃環(huán)境下200h，伸長率變化大于50％，變化率為-63.59％。在100pphm×40℃×伸長20％臭氧環(huán)境下，240h內(nèi)出現(xiàn)龜裂。
對比例2制得的丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物硬度65(邵爾A)，拉伸強度12.53MPa，伸長率437.34％，直角撕裂強度46.71N/mm。在120℃環(huán)境下200h，伸長率變化大于50％，變化率為-61.37％。在100pphm×40℃×伸長20％臭氧環(huán)境下，240h內(nèi)出現(xiàn)龜裂。
對比例3制得的丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物硬度69(邵爾A)，拉伸強度12.94MPa，伸長率435.31％，直角撕裂強度41.32N/mm。在120℃環(huán)境下200h，伸長率變化大于50％，變化率為-58.83％。在100pphm×40℃×伸長20％臭氧環(huán)境下，240h內(nèi)出現(xiàn)龜裂。
通過以上幾組配方所得結(jié)果分析，按照本發(fā)明配方制成的橡膠組合物在120℃環(huán)境下200h伸長率變化小于50％、硬度變化不超過15，且在100pphm×40℃×伸長20％臭氧環(huán)境下240h不出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。說明本發(fā)明配方顯著提高了丁腈/聚氯乙烯橡膠組合物的耐熱老化和臭氧老化性能，延長橡膠軟管在汽車的使用壽命，保證其安全性。
上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計構(gòu)思前提下，本領域中普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權利要求書中。