一种空调软管用橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及橡胶材料技术领域，具体公开一种空调软管用橡胶材料及其制备方法。所述空调软管用橡胶材料包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶30份～70份，溴化丁基橡胶30份～70份、石蜡油30份～50份、防老剂1份～2份、炭黑50份～80份、过氧化物硫化剂1份～2份、N,N

【技术实现步骤摘要】
一种空调软管用橡胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶材料
，尤其涉及一种空调软管用橡胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，汽车行业广泛使用R134a制冷剂作为空调制冷剂，其GWP值(全球变暖潜值)为1300，被定义为温室效应气体。随着环保意识的提高，R134a制冷剂将逐渐被环保型制冷剂所取代，与R134a制冷剂相比，二氧化碳制冷剂具有安全无毒、绿色环保及成本低廉等特点。
[0003]二氧化碳制冷剂常用于工业制冷行业，其空调管路均采用金属硬管。但是汽车空调压缩机工作时制冷剂在空调管中流动会产生脉冲震动发出噪音，影响车内人员舒适度，为满足乘用车的低噪音要求，汽车空调管路系统无法使用金属硬管。由于CO2临界温度点较高，使用二氧化碳制冷剂的压缩机工作时瞬间可产生高达180℃的高温，而汽车常用的空调软管橡胶材料如氢化丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶等，其最高工作温度都不超过150℃，且减震效果一般，无法满足二氧化碳制冷剂使用的耐高温和和NVH减震降噪需求，这给汽车空调系统的管路设计制造提出了新的挑战。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种空调软管用橡胶材料及其制备方法，将三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶并用，采用N,N
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间苯撑双马来酰亚胺/马来酸酐改性聚丁二烯过氧化物硫化体系，引入聚氨酯
‑
乙烯基树脂，配伍合理，制得的橡胶材料耐高温性和阻尼性能明显提高。
[0005]为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种空调软管外胶层用橡胶材料，包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶30份～70份，溴化丁基橡胶30份～70份、石蜡油30份～50份、防老剂1份～2份、炭黑50份～80份、过氧化物硫化剂1份～2份、N,N
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间苯撑双马来酰亚胺1份～2份、聚氨酯
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乙烯基树脂3份～8份、马来酸酐改性聚丁二烯2份～6份、氧化锌1份～5份、硬脂酸1份～2份、防焦剂0.1份～0.5份和分散剂1份～2份；其中，所述三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶的重量份数总和为100份；所述三元乙丙橡胶中乙烯含量为45wt％～70wt％，VNB含量为1wt％～4wt％。
[0007]相对于现有技术，本专利技术提供的空调软管用橡胶材料，具有以下优势：
[0008](1)本专利技术选用三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶为橡胶基材，三元乙丙橡胶与溴化丁基橡胶分子结构相近，溴化丁基橡胶分子链上侧甲基密集，在体系中可提供较高的损耗因子，保证体系具有较高的阻尼系数；而三元乙丙橡胶在具有侧甲基的同时，又具有良好的综合性能，且三元乙丙橡胶中VNB的活性双键位于侧基末端，空间位阻小，易形成自由基，使交联反应更完全。本专利技术三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶并用可以改善胶料的加工性能，相容性和共硫化性好，使得加工助剂、树脂及炭黑等在橡胶中的分散更加均匀，大大提高复合
材料的粘和性、耐高温性、耐老化性能和阻尼性能等。
[0009](2)本专利技术通过在三元乙丙橡胶/溴化丁基橡胶并用体系中，加入N,N
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间苯撑双马来酰亚胺和马来酸酐改性聚丁二烯，一方面，马来酸酐基团能够与炭黑表面的含氧基团发生化学反应，降低填料粒子的表面能，增加填料的分散性，有效改善炭黑与橡胶基体的界面结合；另一方面，马来酸酐改性聚丁二烯中的不饱和双键为过氧化物硫化提供了活性交联点，能够与橡胶分子中的不饱和双键共交联，增加共混胶的交联密度并完善交联网络；而N,N
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间苯撑双马来酰亚胺能够为胶料交联网络结构引入酰亚胺杂环和苯环等耐热良好的基团，进一步提高复合橡胶的耐高温性能；同时，将N,N
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间苯撑双马来酰亚胺和马来酸酐改性聚丁二烯并用后，N,N
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间苯撑双马来酰亚胺不仅能起到助交联作用，还能起到增容作用，二者协同可以加快硫化速度，进一步提高共混胶的共硫化性，增强树脂、炭黑和橡胶基料的相容性，使并用胶形成更强的交联网络，有效改善并用胶的综合性能。
[0010](3)本专利技术在配方中引入具有良好阻尼性能的聚氨酯
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乙烯基树脂，利用聚氨酯
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乙烯基树脂与橡胶的玻璃化温度存在一定差距的特性，可以增加橡胶分子的极性，提高内聚强度和表面能，使得分子链运动过程中的内耗增大，有效提升橡胶材料的阻尼性能。
[0011]可选的，所述聚氨酯
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乙烯基树脂的具体制备步骤为：
[0012]S1、将聚酯多元醇与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌反应，得聚氨酯预聚物；其中，所述聚氨酯预聚物中
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NCO质量分数为9.0％～9.5％；
[0013]S2、将过氧化苯甲酰和1,4
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丁二醇溶于乙酸乙酯中，加入聚氨酯预聚物、乙烯基树脂、三羟甲基丙烷、N,N
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二甲基苯胺和催化剂，搅拌均匀，真空脱气10min～20min后注模，于80℃下保温固化3h～4h，冷却，得所述聚氨酯
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乙烯基树脂；其中，所述聚氨酯预聚物和乙烯基树脂的质量比为3～4：7。
[0014]可选的，步骤S2中，所述乙烯基树脂中苯乙烯含量为30％～40％；所述过氧化苯甲酰的加入量为乙烯基酯树脂质量的0.3％～0.5％；所述1,4
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丁二醇烷按1,4
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丁二醇烷中
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OH与聚氨酯预聚物中
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NCO的摩尔比为1：2～3的量加入；所述三羟甲基丙烷按照三羟甲基丙烷中
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OH与聚氨酯预聚物中
‑
NCO的摩尔比为1：2～3的量加入；所述N,N
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二甲基苯胺的加入量为乙烯基酯树脂质量的0.2％～0.3％。
[0015]可选的，所述马来酸酐改性聚丁二烯结构式如下：
[0016][0017]可选的，所述马来酸酐改性聚丁二烯结构式如下：
[0018][0019]可选的，所述马来酸酐改性聚丁二烯的数均分子量为1000～4000，酸值为100mgKOH/g～150mgKOH/g。
[0020]优选的马来酸酐改性聚丁二烯具有良好的粘结性能，与橡胶基料、炭黑和树脂均具有良好的相容性，能够提高胶料的硫化速率，从而改善三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶共硫化的效果，既可以提升橡胶材料的粘合性能，满足使用需求，还可以进一步提高填料和树脂的补强作用。
[0021]可选的，所述过氧化物硫化剂为过氧化苯甲酰、2,4
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二氯过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯或氧化二叔丁基中至少一种。
[0022]可选的，所述分散剂为脂肪酸类分散剂、脂肪酸酰胺类分散剂或脂肪酸酯类分散剂中至少一种。
[0023]可选的，所述防老剂可采用本领域的常规防老剂，优选喹啉类、对苯二胺类或萘胺类防老剂中的至少一种，如防老剂4020、防老剂D、防老剂BLE、防老剂H或防老剂RD等。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空调软管用橡胶材料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：三元乙丙橡胶30份～70份，溴化丁基橡胶30份～70份、石蜡油30份～50份、防老剂1份～2份、炭黑50份～80份、过氧化物硫化剂1份～2份、N,N
’‑
间苯撑双马来酰亚胺1份～2份、聚氨酯
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乙烯基树脂3份～8份、马来酸酐改性聚丁二烯2份～6份、氧化锌1份～5份、硬脂酸1份～2份、防焦剂0.1份～0.5份和分散剂1份～2份；其中，所述三元乙丙橡胶和溴化丁基橡胶的重量份数总和为100份；所述三元乙丙橡胶中乙烯含量为45wt％～70wt％，VNB含量为1wt％～4wt％。2.如权利要求1所述的空调软管用橡胶材料，其特征在于，所述聚氨酯
‑
乙烯基树脂的具体制备步骤为：S1、将聚酯多元醇与甲苯二异氰酸酯混合，搅拌反应，得聚氨酯预聚物；其中，所述聚氨酯预聚物中
‑
NCO质量分数为9.0％～9.5％；S2、将过氧化苯甲酰和1,4
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丁二醇溶于乙酸乙酯中，加入聚氨酯预聚物、乙烯基树脂、三羟甲基丙烷、N,N
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二甲基苯胺和催化剂，搅拌均匀，真空脱气10min～20min后注模，于80℃下保温固化3h～4h，冷却，得所述聚氨酯
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乙烯基树脂；其中，所述聚氨酯预聚物和乙烯基树脂的质量比为3～4：7。3.如权利要求2所述的空调软管用橡胶材料，其特征在于，步骤S2中，所述乙烯基树脂中苯乙烯含量为30％～40％；所述过氧化苯甲酰的加入量为乙烯基酯树脂质量的0.3％～0.5％；所述1,4
‑
丁二醇烷按照1,4
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丁二醇烷中
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OH与聚氨酯预聚物中
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NCO的摩尔比为1：2～3的量加入；所述三羟甲基丙烷按照三羟甲基丙烷中
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OH与聚氨酯预聚物中
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NCO的摩尔比为1：2～3的量加入；所述N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁利国，高亮，李凯，孙燕琴，齐辉，孔祥金，
申请(专利权)人：阔丹凌云汽车胶管有限公司，
类型：发明
国别省市：