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

本发明专利技术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。本发明专利技术中，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及橡胶材料
，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。
技术介绍
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较高的耐高温性能、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－60℃-135℃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。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。
技术实现思路
基于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术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。一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；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烯的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。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。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℃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℃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。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℃下超声处理1-3h，再在60-80℃水浴中搅拌反应1-3h，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℃下搅拌反应4-6h，抽滤，真空干燥，得到所述多壁碳纳米管。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2.16kg/230℃；所述均聚聚丙烯的结晶度≥80％，等规度为90-95％。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。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。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。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。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℃；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℃，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。优选地，所述第二次塑炼的加工温度具体为：一区温度160℃、二区温度170℃、三区温度180℃、四区温度190℃、五区温度200℃、六区温度205℃、七区温度210℃、八区温度220℃、九区温度225℃、十区温度230℃、十一区温度225℃、十二区温度215℃。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
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烯的E型三元乙丙橡胶、40‑60wt％的第三单体为双环戊二烯的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。

【技术特征摘要】
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烯的
E型三元乙丙橡胶、40-60wt％的第三单体为双环戊二烯的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。
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℃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℃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℃下超声处理1-3h，再在60-80℃水浴中搅拌反应1-3h，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℃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，

\t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℃；所述均聚聚丙烯的结晶度≥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...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏玉洁，曹春林，任福海，陈恩军，吴章柱，许峰，宋乔，方毅明，
申请(专利权)人：安徽中鼎橡塑制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34