本發明涉及新材料技術領域，具體是一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料制備的方法。
背景技術：
丙烯酸酯橡膠(以下簡稱ACM)是以丙烯酸酯為主單體經共聚而得的彈性體，其主鏈為飽和碳鏈，側基為極性酯基。由于特殊結構賦予其許多優異的特點，如：耐熱、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外線等，力學性能和加工性能優于氟橡膠和硅橡膠，其耐熱、耐老化性和耐油性優于丁腈橡膠。ACM被廣泛應用于各種高溫、耐油環境中，成為近年來汽車工業著重開發推廣的一種密封材料，特別是用于汽車的耐高溫油封、曲軸、閥桿、汽缸墊、液壓輸油管等。然而，丙烯酸酯橡膠所存在的耐低溫性差、機械性能較差的缺點，也大大限制了其在對機械強度要求較高的汽車油封密封件方面的應用。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種適用于汽車油封密封件的汽車用高強度丙烯酸酯膠料制備的方法。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠20～28份、硅橡膠8～14份、高耐磨炭黑24～30份、石墨烯6～10份、硬脂酸丁酯1.2～1.6份、檸檬酸三丁酯2.1～2.5份、氨基硅烷鍵合硅膠2.0～3.2份、玻璃粉7～11份、防老劑445 2.2～2.6份、防老劑IPPD 1.0～1.5份、防老劑NBC 1.4～1.8份、氧化鋅1.5～2.2份、油酸鈉1.0～1.3份、硫磺5.4～6.2份、促進劑DZ 1.8～2.4份。
作為本發明進一步的方案：按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠22～25份、硅橡膠10～13份、高耐磨炭黑25～28份、石墨烯8～10份、硬脂酸丁酯1.4～1.5份、檸檬酸三丁酯2.2～2.4份、氨基硅烷鍵合硅膠2.6～3.0份、玻璃粉8～10份、防老劑445 2.4～2.5份、防老劑IPPD 1.2～1.4份、防老劑NBC 1.5～1.6份、氧化鋅1.8～2.0份、油酸鈉1.1～1.2份、硫磺5.8～6.0份、促進劑DZ 2.0～2.2份。
作為本發明進一步的方案：按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠24份、硅橡膠12份、高耐磨炭黑26份、石墨烯9份、硬脂酸丁酯1.4份、檸檬酸三丁酯2.3份、氨基硅烷鍵合硅膠2.8份、玻璃粉9份、防老劑445 2.5份、防老劑IPPD 1.3份、防老劑NBC 1.5份、氧化鋅1.9份、油酸鈉1.1份、硫磺5.9份、促進劑DZ 2.1份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將高耐磨炭黑、石墨烯、玻璃粉、氨基硅烷鍵合硅膠預熱至140～145℃，將硬脂酸丁酯、檸檬酸三丁酯、防老劑445、防老劑IPPD、防老劑NBC預熱至135～140℃，備用；
(2)按比例將丙烯酸酯橡膠、橡膠、硅橡膠混合，在微波功率為380～420W、微波頻率為5～7GHz的條件下進行微波加熱2～3min，得到初次混合料；
(3)接著按比例將步驟(1)中預熱的原料倒入步驟(2)的初次混合料中，繼續在微波功率為350～380W、微波頻率為8～10GHz的條件下進行微波加熱1～2min，得到二次混合料；
(4)然后往步驟(3)的二次混合料中加入氧化鋅、油酸鈉、硫磺、促進劑DZ，在溫度為168～172℃、壓力為20～22MPa的條件下進行硫化2.0～2.5min，自然冷卻，制得所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料在制備汽車油封密封件方面的應用。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明選用橡膠、硅橡膠與丙烯酸酯橡膠復配使用，采用氨基硅烷鍵合硅膠和玻璃粉并用的混合填充劑，采用防老劑445、防老劑IPPD和防老劑NBC三者的混合物作為防老劑，在不改變丙烯酸酯橡膠的耐熱、耐油、耐老化性能的基礎上，對其低溫耐寒性能和機械性能進行改善。與傳統的丙烯酸酯橡膠相比，耐寒性和機械性能有了明顯的提高，脆性溫度可高達-55℃無斷裂且耐油，耐老化性能依然良好，彌補了丙烯酸酯橡膠在使用上的不足，且橡膠的耐油、耐熱、耐老化等性能沒有明顯改變，滿足了汽車油封密封件的耐油、耐熱、耐老化性能、機械性能的要求。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
本發明實施例中，一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠20份、硅橡膠14份、高耐磨炭黑24份、石墨烯10份、硬脂酸丁酯1.2份、檸檬酸三丁酯2.5份、氨基硅烷鍵合硅膠2.0份、玻璃粉11份、防老劑4452.2份、防老劑IPPD 1.5份、防老劑NBC 1.4份、氧化鋅2.2份、油酸鈉1.0份、硫磺6.2份、促進劑DZ 1.8份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將高耐磨炭黑、石墨烯、玻璃粉、氨基硅烷鍵合硅膠預熱至140℃，將硬脂酸丁酯、檸檬酸三丁酯、防老劑445、防老劑IPPD、防老劑NBC預熱至140℃，備用；
(2)按比例將丙烯酸酯橡膠、橡膠、硅橡膠混合，在微波功率為380W、微波頻率為7GHz的條件下進行微波加熱2min，得到初次混合料；
(3)接著按比例將步驟(1)中預熱的原料倒入步驟(2)的初次混合料中，繼續在微波功率為380W、微波頻率為8GHz的條件下進行微波加熱2min，得到二次混合料；
(4)然后往步驟(3)的二次混合料中加入氧化鋅、油酸鈉、硫磺、促進劑DZ，在溫度為168℃、壓力為22MPa的條件下進行硫化2.0min，自然冷卻，制得所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料。
實施例2
本發明實施例中，一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠28份、硅橡膠8份、高耐磨炭黑30份、石墨烯6份、硬脂酸丁酯1.6份、檸檬酸三丁酯2.1份、氨基硅烷鍵合硅膠3.2份、玻璃粉7份、防老劑445 2.6份、防老劑IPPD 1.0份、防老劑NBC 1.8份、氧化鋅1.5份、油酸鈉1.3份、硫磺5.4份、促進劑DZ 2.4份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，與實施例1相同。
實施例3
本發明實施例中，一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠22份、硅橡膠13份、高耐磨炭黑25份、石墨烯10份、硬脂酸丁酯1.4份、檸檬酸三丁酯2.4份、氨基硅烷鍵合硅膠2.6份、玻璃粉10份、防老劑4452.4份、防老劑IPPD 1.4份、防老劑NBC 1.5份、氧化鋅2.0份、油酸鈉1.1份、硫磺6.0份、促進劑DZ 2.0份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將高耐磨炭黑、石墨烯、玻璃粉、氨基硅烷鍵合硅膠預熱至145℃，將硬脂酸丁酯、檸檬酸三丁酯、防老劑445、防老劑IPPD、防老劑NBC預熱至135℃，備用；
(2)按比例將丙烯酸酯橡膠、橡膠、硅橡膠混合，在微波功率為420W、微波頻率為5GHz的條件下進行微波加熱3min，得到初次混合料；
(3)接著按比例將步驟(1)中預熱的原料倒入步驟(2)的初次混合料中，繼續在微波功率為350W、微波頻率為10GHz的條件下進行微波加熱1min，得到二次混合料；
(4)然后往步驟(3)的二次混合料中加入氧化鋅、油酸鈉、硫磺、促進劑DZ，在溫度為172℃、壓力為20MPa的條件下進行硫化2.5min，自然冷卻，制得所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料。
實施例4
本發明實施例中，一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠25份、硅橡膠10份、高耐磨炭黑28份、石墨烯8份、硬脂酸丁酯1.5份、檸檬酸三丁酯2.2份、氨基硅烷鍵合硅膠3.0份、玻璃粉8份、防老劑4452.5份、防老劑IPPD 1.2份、防老劑NBC 1.6份、氧化鋅1.8份、油酸鈉1.2份、硫磺5.8份、促進劑DZ 2.2份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，與實施例3相同。
實施例5
本發明實施例中，一種汽車用高強度丙烯酸酯膠料，按照重量份計，由以下原料組成：丙烯酸酯橡膠100份、橡膠24份、硅橡膠12份、高耐磨炭黑26份、石墨烯9份、硬脂酸丁酯1.4份、檸檬酸三丁酯2.3份、氨基硅烷鍵合硅膠2.8份、玻璃粉9份、防老劑4452.5份、防老劑IPPD 1.3份、防老劑NBC 1.5份、氧化鋅1.9份、油酸鈉1.1份、硫磺5.9份、促進劑DZ 2.1份。
所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將高耐磨炭黑、石墨烯、玻璃粉、氨基硅烷鍵合硅膠預熱至142℃，將硬脂酸丁酯、檸檬酸三丁酯、防老劑445、防老劑IPPD、防老劑NBC預熱至138℃，備用；
(2)按比例將丙烯酸酯橡膠、橡膠、硅橡膠混合，在微波功率為400W、微波頻率為6GHz的條件下進行微波加熱2.5min，得到初次混合料；
(3)接著按比例將步驟(1)中預熱的原料倒入步驟(2)的初次混合料中，繼續在微波功率為360W、微波頻率為9GHz的條件下進行微波加熱1.5min，得到二次混合料；
(4)然后往步驟(3)的二次混合料中加入氧化鋅、油酸鈉、硫磺、促進劑DZ，在溫度為170℃、壓力為21MPa的條件下進行硫化2.2min，自然冷卻，制得所述的汽車用高強度丙烯酸酯膠料。
對比例1
在實施例5的配方基礎上，將氨基硅烷鍵合硅膠替換為玻璃粉，其余與實施例5完全相同。
對比例2
在實施例5的配方基礎上，將防老劑IPPD替換為防老劑445，其余與實施例5完全相同。
對比例3
在實施例5的配方基礎上，將硅橡膠替換為橡膠，其余與實施例5完全相同。
對比例4
在實施例5的配方基礎上，將橡膠替換為硅橡膠，其余與實施例5完全相同。
測試各例制得的膠料的機械性能、耐熱性、耐寒性、耐機油、耐油(IRM 903)性以及耐臭氧性。測試結果如表1～4所示。
表1各例制得的膠料的機械性能
表2各例制得的膠料的耐熱性和耐寒性
表3各例制得的膠料的耐機油性
表4各例制得的膠料的耐油性和耐臭氧性
由表1～4可知：與對照組相比，實施例1～5制得的膠料具有較好的機械性能、耐熱性、耐寒性、耐機油性、耐油性和耐臭氧性；其中表1說明本發明選用橡膠、硅橡膠與丙烯酸酯橡膠復配使用，并采用氨基硅烷鍵合硅膠和玻璃粉并用的混合填充劑，使得膠料具有較好的機械性能，表2、表3和表4說明本發明選用橡膠、硅橡膠與丙烯酸酯橡膠復配使用，具有較好的耐熱性、耐寒性和耐油性，此外，由表4可以得出本發明采用防老劑445、防老劑IPPD和防老劑NBC三者的混合物作為防老劑，具有較好的耐臭氧性。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。