專利名稱：高剛性橡膠材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度依賴性低的高剛性橡膠材料。
背景技術：
為了達到減輕重量和降低成本的目的，研究致力于減薄膠管或者其他橡膠制品的壁厚，作為這樣的一種技術，高剛性橡膠材料已經(jīng)得到了利用。為了提高橡膠材料的剛性，通常是增加作為補強劑的炭黑的量，或者在其中加入熱塑性樹脂。然而，這些材料在常溫區(qū)表現(xiàn)出高剛性，而在高溫區(qū)卻無法表現(xiàn)出高剛性。專利文獻I披露了一種硫磺硫化體系的橡膠材料，作為用于耐油膠管的橡膠材料，其中在100份重量份數(shù)的三元乙丙橡膠(乙烯-丙烯-二烯烴亞甲基共聚物，Ethylene-Propylene-Diene Methylenelinkage,EPDM)中混入了 150-250 份重量份數(shù)的炭黑。然而，在該混合體系中，不能獲得適用于減薄壁厚產(chǎn)品的應力特性。專利文獻I JP-A-2004_204924。
發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明提供了一種高剛性橡膠材料，其在從常溫區(qū)到高溫區(qū)的寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出低的溫度依賴性，同時在高溫區(qū)依舊可以保持高剛性。順便提及，在本發(fā)明中術語“常溫”表示20° C到25° C之間的溫度范圍，以及，術語“高溫”表示100° C到110° C之間的溫度范圍。本發(fā)明提供了一種橡膠材料，該`橡膠材料包含EPDM橡膠組合物，該EPDM組合物包括EPDM橡膠、炭黑、增塑劑、硫化劑、以及含硫化合物，其中，基于EPDM橡膠為100份重量份數(shù)，炭黑的混入量為135到180份重量份數(shù)，增塑劑的混入量為55到100份重量份數(shù)，除去硫化劑和含硫化合物(Sulfur compound)之外的所有組分的混入量為300到400份重量份數(shù)，以及硫磺總混入量為1.0到2.8份重量份數(shù)，其中，炭黑/增塑劑的混合比為1.8到2.5，以及其中，EPDM橡膠組合物的門尼粘度在100° C時為70到100，以及，其硫化組合物具有滿足下式(I)的剛性變化率:{(100。C 時 30% 模量/23。C 時 30% 模量)-1} X 100% 彡-10% (I)在依據(jù)本發(fā)明的橡膠材料中，硫磺總混入量指的是，通過將與含硫化合物混入量中硫磺含有量對應的硫含量(Sulfur amount)加上硫磺混入量所得到的量。此外，在依據(jù)本發(fā)明的橡膠材料中，含硫化合物優(yōu)選為選自二硫代二嗎啡啉和在硫化過程中釋放硫磺的硫化促進劑所組成組中的至少一種。此外，在依據(jù)本發(fā)明的橡膠材料中，硫化促進劑優(yōu)選為秋蘭姆類硫化促進劑和/或噻唑類硫化促進劑。此外，根據(jù)本發(fā)明的EPDM橡膠組合物的硫化組合物優(yōu)選在23 ° C時的30%模量為大于或等于1.4MPa，以及，更優(yōu)選地，在23° C時的30%模量為小于或等于2.0MPa0本發(fā)明可以提供一種在寬溫度范圍內(nèi)剛性變化率小的高剛性橡膠材料。
具體實施例方式本發(fā)明中各要素的實施例將在下文中例示。1.EPDM 橡膠EPDM橡膠沒有特殊的限制，優(yōu)選為在125° C時門尼粘度(ML(l+4) 125° C)在40到200，二烯烴含量占質(zhì)量分數(shù)的4%到7%，以及，乙烯含量占質(zhì)量分數(shù)的40%到70%。當考慮可加工性等時，混合材料可以適當?shù)厥褂谩?.硫化劑(硫磺)優(yōu)選在75 μ m的篩子上殘留不高于3%的粉末硫磺。3.含硫化合物含硫化合物的實施例包括:二硫代二嗎啡啉、在硫化過程中釋放硫磺的硫化促進齊U、烷基酚二硫化物和多硫聚合物等。含硫化合物優(yōu)選為選自二硫代二嗎啡啉和在硫化過程中釋放硫磺的硫化促進劑所組成組的至少一種。在硫化過程中釋放硫磺的硫化促進劑的實例包括秋蘭姆類硫化促進劑、噻唑類硫化促進劑等。4.硫磺總混入量、硫磺混入量和含硫化合物混入量硫磺的總混入量指的 是，通過將與含硫化合物混入量中硫磺含有量對應的硫含量加上硫磺混入量所得到的量。換而言之，硫磺的總混入量指的是，與含硫化合物混入量中硫磺含有量對應的硫含量以及硫磺混入量的總量。在基于EPDM橡膠為100份重量份數(shù)時，當硫磺總混入量為1.0到2.8份重量份數(shù)時，可以抑制高剛性橡膠材料在高溫區(qū)剛性降低。當硫磺總混入量少于1.0份重量份數(shù)時，橡膠材料在100° C時剛性將降低。更高的總硫磺混入量傾向于容易改進剛性變化率，然而，當硫磺總混入量多于2.8份重量份數(shù)時，橡膠材料會變得太硬。此外，當EPDM橡膠組合物中EPDM橡膠混入量的比例較小時，傾向于需要提高總硫磺混入量，以獲得所需的剛性變化率。因而，為了獲得所需的剛性變化率，有效的是，提高總硫磺混入量的比例或EPDM橡膠混入量的比例?；贓PDM橡膠為100份重量份數(shù)時，關于硫磺和含硫化合物各自的混入量，硫磺混入量優(yōu)選在0.4到2.3份重量份數(shù)，以及，含硫化合物混入量優(yōu)選在0.7到5.0份重量份數(shù)(對應于其硫磺含有量的含硫量選優(yōu)為0.2到0.9份重量份數(shù))。5.其他配合劑炭黑依據(jù)JIS K 6217 (1997)，可以適當?shù)夭捎没咎匦詾榈馕?炭黑吸碘量)在30mg/g 到 80mg/g 和吸油值(DBP absorption)在 80cm3/100g 到 140cm3/100g 的炭黑。順便提及，基于EPDM橡膠為100份重量份數(shù)，炭黑混入量優(yōu)選為135到180份重
量份數(shù)。增塑劑可適當選用動態(tài)粘滯度為360到400mm2/S (基于標準JIS K 2283 (2000)測量)的石蠟增塑劑。基于EPDM橡膠為100份重量份數(shù)，增塑劑混入量優(yōu)選為55到100份重量份數(shù)。順便提及，在EPDM橡膠組合物中，炭黑/增塑劑的混合比(炭黑量與增塑劑量的比率)設定為1.8到2.5。其他可以適當混入硫化促進助劑、抗氧劑、加工助劑、無機填料等。順便提及，在EPDM橡膠組合物中，基于EPDM橡膠為100份重量份數(shù)，除去硫化劑和含硫化合物之外所有組分的混入量設定為300到400份重量份數(shù)。6.EPDM橡膠組合物該含有上述成分的EPDM橡膠組合物具有在100° C時為70到100的門尼粘度，以及，其硫化組合物具有滿足下式(I)的剛性變化率:{(100。C 時 30% 模量 /23。C 時 30% 模量)-1} X 100% ≥-10% (I)此外，EPDM橡膠組合物的硫化組合物優(yōu)選在23° C時的30%模量為大于或等于
1.4MPa，以及，更優(yōu)選地，在23° C時的30%模量為小于或等于2.0MPa0應用本發(fā)明高剛性橡膠材料的應用可以通過汽車部件展示，汽車部件在使用時溫度會變高，例如空氣濾清器軟管、水軟管和密封件。實施例為了測試硫磺總混入量變化時的剛性等性能，測試除去硫化劑和含硫化合物之外所有組分的混入量，以及測試作為各種配合劑的硫磺、各種含硫化合物、炭黑和增塑劑的混入量，制備16種實施例樣本和11種比較例樣本(在表3中描述),基于表I中的配方適當?shù)母淖兣浜蟿┑姆N類和混入量。[表 I]
權利要求
1.一種橡膠材料，包括EPDM橡膠組合物， 其中，所述EPDM橡膠組合物包括EPDM橡膠、炭黑、增塑劑、硫化劑以及含硫化合物， 其中，基于所述EPDM橡膠為100份重量份數(shù)， 所述炭黑的混入量為135到180份重量份數(shù)， 所述增塑劑的混入量為55到100份重量份數(shù)， 除去所述硫化劑和所述含硫化合物之外的所有組分的混入量為300到400份重量份數(shù)，以及 硫磺總混入量為1.0到2.8份重量份數(shù)， 其中，炭黑與增塑劑的混合比為1.8到2.5，以及 其中，所述EPDM橡膠組合物具有在100° C時為70到100的門尼粘度，以及，其硫化組合物具有滿足下式(I)的剛性變化率: {(100。C 時 30% 模量/23。C 時 30% 模量)-1} X 100% 彡-10% (I)
2.根據(jù)權利要求1所述的橡膠材料,其中 所述硫磺總混入量為,通過將與含硫化合物混入量中硫磺含有量對應的硫含量加上硫磺混入量所得到的量。
3.根據(jù)權利要求2所述的橡膠材料，其中 所述含硫化合物為選自二硫代二嗎啡啉和在硫化過程中釋放硫磺的硫化促進劑所組成的組中的至少一種。
4.根據(jù)權利要求3所述的橡膠材料，其中 所述硫化促進劑為秋蘭姆類硫化促進劑和/或噻唑類硫化促進劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的橡膠材料,其中 所述EPDM橡膠組合物的硫化組合物在23° C時的30%模量為大于或等于1.4MPa。
6.根據(jù)權利要求5所述的橡膠材料，其中 所述EPDM橡膠組合物的硫化組合物在23° C時的30%模量為小于或等于2.0MPa0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種橡膠材料，其含有EPDM橡膠組合物，該EPDM組合物包括EPDM橡膠、炭黑、增塑劑、硫化劑以及含硫化合物，其中，除去硫化劑和含硫化合物之外的所有組分的混入量為300到400重量份數(shù)，以及，硫磺總混入量為1.0到2.8重量份數(shù)，其中，炭黑/增塑劑的混合比為1.8到2.5，以及其中EPDM橡膠組合物具有在100℃時70到100的門尼粘度，并且其硫化組合物具有滿足下式(1)的剛性變化率{(100℃時30%模量/23℃時30%模量)-1}×100%≥-10%(1)。
文檔編號C08K3/04GK103087424SQ20121041012
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者栗本英一, 山口博, 中島直巳 申請人:豐田合成株式會社