一种耐低温高回弹橡胶风挡材料、其制备方法及风挡技术

本发明专利技术公开了一种耐低温高回弹橡胶风挡材料、其制备方法及风挡，该风挡材料由按重量份计的下述组分制成：三元乙丙橡胶40‑75份；三元乙丁橡胶25‑60份；液体乙丙橡胶8‑12份；马来酸酐改性聚丁二烯5‑8份；所述三元乙丙橡胶和所述三元乙丁橡胶共100份。本发明专利技术旨在改善EPDM的低温性能和耐屈挠性能，尤其是低温下的回弹性能和耐屈挠裂纹增长性能，在物理机械性能、低温性能、耐屈挠、阻燃性能、环保性能等方面的综合性能优异，可以满足风挡产品技术要求。

A kind of low temperature resistant and high rebound rubber windshield material, its preparation method and windshield

The invention discloses a low temperature resistant and high rebound rubber windshield material, a preparation method and a windshield. The windshield material is made of the following components by weight: 40-75 parts of EPDM, 25-60 parts of EPDM, 8-12 parts of liquid EPDM, 5-8 parts of maleic anhydride modified polybutadiene, 100 parts of EPDM and EPDM. The invention aims to improve the low-temperature performance and flexure resistance of EPDM, especially the rebound performance and flexure crack growth resistance at low temperature. It has excellent comprehensive performance in physical and mechanical properties, low-temperature performance, flexure resistance, flame-retardant performance, environmental protection performance, etc., and can meet the technical requirements of windshield products.

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温高回弹橡胶风挡材料、其制备方法及风挡
本专利技术属于橡胶材料领域，尤其涉及一种耐低温高回弹橡胶风挡材料、其制备方法及风挡。
技术介绍
风挡是机车重联以及车辆和车辆之间连接的关键部件，是乘务人员和旅客安全通行的通道。其除保证旅客通行安全外，还应具有良好的纵向伸缩性、横向、垂向柔性，以承受和适应车辆之间在运行中错位和冲击，保证机车车辆安全通过曲线和道岔。此外，还应具有一定的隔声、隔热、防尘以及气密性。尤其是高速列车风挡，通常采用内、外风挡结合的方式，进一步提升对气动噪声和空气阻力控制。常见的高速列车用内风挡主要为密接式和折棚式两种结构，外风挡则主要包括半包式裙板型橡胶外风挡、半包式U型橡胶外风挡及全包式高速列车外风挡。本申请涉及的橡胶材料的一个应用是作为浅色半包式U型橡胶外风挡(尤其是标准动车组用橡胶外风挡)的橡胶胶囊。该类产品在运行过程中除需满足环境温度(-50℃～+70℃)、光照、臭氧、沙尘、雨雪等因素的考验外，同时还需要满足频繁扭曲变形下快速回复、隔声降噪的功能性要求。三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯及不饱和的第三单体(非共轭二烯烃)制成的三元共聚物，属于饱和碳链橡胶，具有卓越的耐老化、耐化学介质、优良的电绝缘特性，广泛应用于汽车工业、电线电缆、密封材料和耐热制品等方面。虽然目前我们所采用的三元乙丙橡胶都是无定形的，但其在乙烯含量高时，还是有一定的结晶，使得产品在低温下弹性差、高变形下屈挠性能差，运行过程中会因为过弯道风挡胶囊受到挤压大幅度扭曲变形，致使风挡胶囊不能及时回复原状，发出“哨声”，更严重的产生屈挠裂纹甚至开裂，导致产品失效。此外，三元乙丙橡胶为非自补强性橡胶，自身强度较低，仅为2MPa左右，且属于易燃橡胶，因此需使用补强填充材料和大量阻燃剂才能满足风挡产品的物理机械性能要求和阻燃要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种耐低温高回弹橡胶风挡材料、其制备方法及风挡，以改善低温性能和耐屈挠性能。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种耐低温高回弹橡胶风挡材料，由按重量份计的下述组分制成：三元乙丙橡胶40-75份；三元乙丁橡胶25-60份；液体乙丙橡胶8-12份；马来酸酐改性聚丁二烯5-8份；所述三元乙丙橡胶和所述三元乙丁橡胶共100份。进一步的，所述三元乙丙橡胶选用乙烯含量40-50％、ENB含量≥8％的生胶。进一步的，组分中还包括耐低温增塑剂5-15份，所述耐低温增塑剂为磷酸三辛酯和己二酸二辛脂的混合物。进一步的，组分中还包括胺盐改性复合阻燃剂21-56份。进一步的，所述胺盐改性复合阻燃剂包括笼形低聚硅倍半氧烷、二乙基次磷酸铝及三聚氰胺聚磷酸盐。进一步的，组分中还包括γ-巯丙基三乙氧基硅烷改性的白炭黑20-35份。进一步的，组分中还包括复合硫化体系4-6份，所述复合硫化体系包括过氧化二异丙苯、硫黄以及N，N'-间苯撑多马来酰亚胺。进一步的，所述复合硫化体系还包括三烯丙基异氰脲酸酯、N，N，N-硫化四异丁基秋兰姆或二硫化二己内酰胺中的一种或任意组合。本专利技术提供的所述耐低温高回弹橡胶风挡材料的制备方法，包括：将三元乙丙橡胶、三元乙丁橡胶、液体乙丙橡胶和马来酸酐改性聚丁二烯在50-80℃下混合均匀；然后在125-140℃下加入胺盐改性复合阻燃剂进行混炼；再加入改性白炭黑在140-150℃下继续混炼；接着加入耐低温增塑剂，混合均匀后冷却至80℃以下加入复合硫化体系；最后进行硫化制得。本专利技术提供的风挡，采用所述的耐低温高回弹橡胶风挡材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术旨在改善EPDM的低温性能和耐屈挠性能，尤其是低温下的回弹性能和耐屈挠裂纹增长性能。采用高ENB、低乙烯含量的EPDM搭配含有柔性基团(丁二烯基团)的三元乙丁橡胶以及具有高反应活性的液体乙丙橡胶、马来酸酐改性聚丁二烯(玻璃化转变温度-92℃)，通过在分子链中引入柔性基团，破坏了分子链的规整性，增强了分子链的柔顺性，使得分子内部活动空间增大，主链活动度提升，降低玻璃化转变温度，大幅提升低温性能，尤其是低温下的回弹性和耐屈挠裂纹增长性能。同时该高分子复合材料具有较强的化学反应活性，可与改性白炭黑和阻燃剂等填料进一步发生化学反应，使得整个胶料形成一个完整的交联网络，改善胶料与改性白炭黑和阻燃剂的相互作用力，从而改善力学性能。此外液体乙丙橡胶具有耐抽提、耐高低温等特性，其在该材料中也可作为反应性增塑剂与少量的磷酸三辛酯(凝固点＜-90℃)、低温酯类增塑剂并用，进一步提升低温韧性和低温弹性，降低低温压变，大幅度降低EPDM玻璃化转变温度的同时减少“喷出”，更有利于橡胶风挡表面粘接弹性涂层，从而解决由于使用单一增塑剂易喷出而导致涂层脱落的风险，同时还有利于提高该材料的耐臭氧龟裂性能，解决产品在使用过程中易产生裂纹的问题，延长产品的使用寿命。阻燃剂经胺盐改性，可提高其表面活性，提高阻燃剂与胶料的相互作用力，解决由于阻燃剂表面惰性而导致的与胶料分子链相互作用力差的问题，从而减少因阻燃剂本身表面呈惰性而导致的对胶料物理性能的不利影响。采用改性白炭黑可改善白炭黑在胶料中的分散性以及白炭黑与胶料的相互作用力，在提高力学性能的同时，抑制结晶，改善低温回弹性和耐屈挠裂纹增长性能。选择复合硫化体系，过氧化物与硫黄、N，N'-间苯撑多马来酰亚胺的复配使用，增加了链段活动的自由空间、提升分子链的柔韧性，形成的-C-C-交联键、硫键以及长链非硫杂原子交联键，进一步降低生热和玻璃化转变温度，提升低温性能和疲劳性能。采用新型混炼工艺，先在高温条件下将阻燃剂添加到生胶体系中，可提高阻燃剂在胶料中的分散性以及阻燃剂与胶料的相容性，进一步减少阻燃剂的加入对胶料物理性能的不利影响。本专利技术从物理机械性能、低温性能、耐屈挠、阻燃性能、环保性能等方面综合考虑，最终确定了耐低温高回弹长寿命的阻燃环保的浅色橡胶风挡材料的最佳配方体系，可以满足风挡产品技术要求，环保性能满足铁标TB/T3139、Q-CRRCJ26-2018《轨道交通装备产品禁用和限用物质》要求及欧盟REACH法规要求，阻燃可满足DIN5510-2要求。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本专利技术一个具体实施方式的耐低温高回弹长寿命的环保的浅色橡胶风挡材料，其主要组份和质量配比为：EPDM(三元乙丙橡胶)与三元乙丁橡胶混合生胶共100份；液体乙丙橡胶8-12份；马来酸酐改性聚丁二烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，由按重量份计的下述组分制成：/n三元乙丙橡胶 40-75份；/n三元乙丁橡胶 25-60份；/n液体乙丙橡胶 8-12份；/n马来酸酐改性聚丁二烯 5-8份；/n所述三元乙丙橡胶和所述三元乙丁橡胶共100份。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，由按重量份计的下述组分制成：
三元乙丙橡胶40-75份；
三元乙丁橡胶25-60份；
液体乙丙橡胶8-12份；
马来酸酐改性聚丁二烯5-8份；
所述三元乙丙橡胶和所述三元乙丁橡胶共100份。


2.根据权利要求1所述的耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，所述三元乙丙橡胶选用乙烯含量40-50％、ENB含量≥8％的生胶。


3.根据权利要求1或2所述的耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，组分中还包括耐低温增塑剂5-15份，所述耐低温增塑剂为磷酸三辛酯和己二酸二辛脂的混合物。


4.根据权利要求3所述的耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，组分中还包括胺盐改性复合阻燃剂21-56份。


5.根据权利要求4所述的耐低温高回弹橡胶风挡材料，其特征在于，所述胺盐改性复合阻燃剂包括笼形低聚硅倍半氧烷、二乙基次磷酸铝及三聚氰胺聚磷酸盐。


6.根据权利要求4或5所述的耐低温高回弹橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭莲影，肖程远，程志，王雪飞，杨瑞蒙，穆洪帅，肖同亮，刘权，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43