[发明专利]一种耐高压高温的高电阻冷却管路用橡胶

说明书

本发明涉及橡胶材料领域，公开了一种耐高压高温的高电阻冷却管路用橡胶，包括下述按重量份数计的组分：三元乙丙橡胶100~120份，补强剂60~80份、增粘剂3~5份、软化剂40~50份、防老剂1~3份、硫化剂2~4份；补强剂为硅镁基纳米补强剂；增粘剂为马来酸酐聚丁二烯或马来酸酐聚丁二烯衍生物。制备了硅镁基纳米补强剂并将其应用到三元乙丙橡胶中，在满足力学强度要求的情况下不改变橡胶的电阻，使得橡胶具有高电阻和良好的绝缘性；采用马来酸酐聚丁二烯或其衍生物对橡胶的粘合性能进行改进，提升橡胶的自粘性和互粘性；制备得到的橡胶材料具有良好的耐高压、耐高温特性，同时具有高电阻，适合于在冷却管路中的应用。

技术领域

本发明涉及橡胶材料领域，尤其是涉及一种耐高压高温的高电阻冷却管路用橡胶。

背景技术

随着经济及技术发展，不论是在商用车还是乘用车领域，汽车的动力都在不断提升，导致发动机的散热量不断增加，对车用冷却系统的性能也提出了更高的要求。同时，由于发展理念的转变，绿色环保要求不断提升，对排放的要求趋严，也导致传统冷却管路用橡胶难以满足需求。

三元乙丙橡胶(EPDM橡胶)是目前常用的冷却管路橡胶原料，为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物。在三元乙丙橡胶中，其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，因而其耐热、耐候、耐臭氧、耐水等性能良好。但是三元乙丙橡胶也存在自粘性、互粘性差，强度不足等问题，同时通常的三元乙丙橡胶的正常使用温度在-50℃～150℃之间，难以应付极端高温情况。因此，需要在三元乙丙橡胶中加入一些助剂，提升三元乙丙橡胶的性能。

中国专利公开号“CN113444323A”公开了一种用于汽车水管的新型橡胶组合物制备方法，原料包括：三元乙丙橡胶100份、炭黑60～80份、石蜡油4～6份、促进剂0.5～1份、防老剂3～5份、活性剂5～10份和硫化剂1～5份，通过以炭黑为补强剂，可以增强该橡胶组合物的整体强度，石蜡油可以提高橡胶组合物的软化作用，促进剂能够促进橡胶与硫化剂之间的反应，防老剂可以提高橡胶组合物热耐氧老化性能，活性剂在橡胶组合物中主要是起到流动性和抗氧能力，过氧化物硫化剂可使产品交联过程形成-C-C-键，键能高，热、化学稳定型高，具有优异的抗热氧热老化性能。常规的橡胶组分中，常用大量炭黑作为补强剂，炭黑电阻较小，会导致橡胶绝缘性能显著降低，在诸如新能源汽车等场合时难以满足绝缘需求，存在明显安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有冷却管路橡胶补强剂单一，电阻低、绝缘性差的问题，提供一种耐高压高温的高电阻冷却管路用橡胶。采用硅镁基纳米补强剂取代炭黑作为橡胶补强剂，增强橡胶的强度的同时显著提高橡胶的电阻，满足高电阻使用需求；同时使用马来酸酐聚丁二烯或马来酸酐聚丁二烯衍生物作为增粘剂，克服橡胶粘性不足的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种耐高压高温的高电阻冷却管路用橡胶，包括下述按重量份数计的组分：三元乙丙橡胶100～120份，补强剂60～80份、增粘剂3～5份、软化剂40～50份、防老剂1～3份、硫化剂2～4份；所述补强剂为硅镁基纳米补强剂；所述增粘剂为马来酸酐聚丁二烯或马来酸酐聚丁二烯衍生物。

传统的炭黑补强剂由于电阻较小，其加入会导致橡胶的电阻明显下降，难以满足绝缘需求。本发明使用硅镁基纳米补强剂作为补强剂，一方面可以显著提升橡胶的强度等物理性能，另一方面补强剂的电阻较高，不会对橡胶的绝缘性能造成影响，使得橡胶的电阻较大，在具有高电阻的同时保持高强度。另外，由于补强剂的加入和三元乙丙橡胶本身的材料缺陷，橡胶的粘结性能较差，采用马来酸酐聚丁二烯或马来酸酐聚丁二烯衍生物作为增粘剂，在聚丁二烯的基础上通过马来酸酐进行顺酐化反应，得到的马来酸酐聚丁二烯具有良好的粘结性能，同时与橡胶材料和补强剂均有良好的相容性，因此既可以显著提升橡胶的粘合性能，满足使用需求，也可以进一步提升硅镁基纳米补强剂与橡胶的相容性。

作为优选，所述硅镁基纳米补强剂的制备方法包括以下步骤：