一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的橡胶组合物.pdf

本发明涉及一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的橡胶组合物，包括一定量三元乙丙橡胶，氧化锌，硬脂酸，聚乙二醇，防老剂RD，防老剂DNP，碳黑N550，碳黑N774，硅粉，石蜡油，促进剂DTDM，促进剂BZ，促进剂DPTT和TMTD组成。其三元乙丙橡胶组合物的拉伸强度较高，耐热空气老化性较好,低温脆性优异，耐低温良好，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了地毯的使用寿命及舒适性。用于汽车地毯骨架层三元乙丙的橡胶组合物能够更好的满足汽车乘客舒适性及功能要求，汽车地毯骨架层作为乘客舱和行李厢地毯的重要组成部分，需要有一定的隔音和吸音要求，汽车地毯骨架层采用本发明的橡胶组合物可以减少由于汽车振动所引起的噪音,同时此组合物气味性还得到明显改善。

1.一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的橡胶组合物，其特征在于：其组份与质量份数为：三元乙丙橡胶90～100，氧化锌2～5，硬脂酸1～2.5，聚乙二醇2～3，防老剂RD0.5～1.5，防老剂DNP0.5～1，炭黑N55080～110，炭黑N77420～50硅粉30～60，石蜡油SUNPAR228040～60，促进剂DTDM1～2.0，促进剂BZ1～2.0，促进剂DPTT0.8～1.5，促进剂TMTD0.8～1.5。 2.根据权利要求1所述的用于汽车乘客舱地毯骨架层的橡胶组合物，其特征在于：所述的三元乙丙橡胶：为ENB型乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。

技术领域

本发明涉及一种橡胶组合物技术领域，具体地说是一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的橡胶组合物。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车内部的零件结构越来越复杂，对汽车零部件的要求也越来越严格，汽车内部噪声及震动已经成为驾驶及乘坐舒适性的重要评价指标。目前常用轿车地毯内饰件是由面料，中间骨架层和底料层构成。汽车地毯因型面复杂，尺寸大且需多层材料复合构成。目前汽车地毯成型大多采用热料冷模的工艺，为了满足较复杂的型面要求和结构要求，骨架层通常采用模压工艺。骨架成型后，可采用将骨架加热或用加热的模具用模压的方法将骨架层和面料与底料复合。对于简单的地毯，一般采用一次模压，将骨架和面料直接拉伸成型，模切后得到需要的最终产品。

面料层作为内饰件的直接外观面，用于提供良好的外观效果；常用的地毯内饰面料有PET针刺地毯面料和PA簇绒地毯面料，PET针刺地毯采用针刺广泛用于各种普通车型的客舱地毯，行李箱地毯，轮罩装饰板等内饰件；簇绒地毯面料纹理缜密，外观质地优良一般用于中高级轿车内饰件。

中间骨架层，汽车内饰件的中间骨架层一般采用PE、PP、EVA等橡塑粒子加热到熔融状态均匀的背涂到地毯面料上作为保持型面的骨架材料，具有良好的防水、隔音、隔热作用。

底料层一般采用水刺无纺布或针刺无纺布，用于减缓成型拉伸，增加地毯的成型性能。将面料层、中间骨架层和底料层复合起来就形成了紧密一体的模压成型内饰片。

目前常用汽车内饰地毯的骨架层常采用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）或EVA等材质，伴随着人们对汽车舒适性，人机工程，减震降噪，温度环境等要求的不断提升，PE和PP材质已经难以满足耐磨性，耐热性，抗拉强度，压缩和回弹，耐屈挠龟裂，色牢度和阻燃等要求,EVA易粘模，易受热分解，热性能不良。表面硬度低，易刮伤。为改善汽车乘客舱地毯骨架层的性能，所以本发明开发了一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物，对提高地毯的耐磨性，抗拉强度，耐候性，耐热性，耐屈挠龟裂，减震降噪和回弹性等都有作用，同时还能降低气味。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物，使用三元乙丙橡胶为主体开发的汽车地毯骨架层的组合物具有良好的耐磨性，抗拉强度，耐低温性，耐热性，耐屈挠龟裂，减震降噪和回弹性等特点。

一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物，其组份与质量份数为：

组分 质量份数 三元乙丙橡胶（1） 90～100 氧化锌 2～5 硬脂酸 1～2.5 聚乙二醇 2～3 防老剂RD（2） 0.6～1.5 防老剂DNP 0.5～1 炭黑N550 80～100 炭黑N774（3） 20～50 硅粉（4） 30～60 石蜡油SUNPAR 2280 40～60 促进剂DTDM 1～2.0 促进剂BZ 1～2.0 促进剂DPTT（5） 0.8～1.5 促进剂TMTD 0.8～1.5

注：（1）三元乙丙橡胶：为ENB型乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物；

（2）防老剂RD：为2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体；

（3）炭黑N774：为N600系列粒径是61nm—100nm；

（4）硅粉：是指活性二氧化硅，SiO2含量≥65%

（5）促进剂DPTT为四硫化双五甲撑秋兰姆。

在本发明中选用乙叉降冰片烯（ENB）型的三元乙丙橡胶，门尼粘度ML(1+4)125℃:61，乙烯单体含量：65.9，第三单体：4.6。ENB型的三元乙丙橡胶具有硫化速度快，拉伸强度高，压缩永久变形低的优点，本文中加入乙丙橡胶可以使组合物获得更好的延伸性能，更好的流动性能，二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的，因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，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。使产品能够满足耐热老化性、耐天候性、耐臭氧性、耐磨性、耐屈挠性和耐低温性的要求。

在本发明中加入的防老剂RD和防老剂DNP并用,当炼胶温度升至90℃—100℃时两者可反应产生协同效应，可使产品具有优良的耐热性能，耐臭氧性能，更好的耐天候性，同时对屈挠龟裂，也有较强的防护作用。两种防老剂在一定温度下的并用，比单一使用其中一种防老剂更有效，可以显著提高橡胶混合物的性能。其中防老剂RD中的二聚体/三聚体/四聚体含量≥60%，会提升两种防老剂的协同作用，提高橡胶混合物的耐热空气老化的性能。

在本发明中加入的防老剂RD，防老剂RD中的二聚体/三聚体/四聚体含量≥60%，对热和氧引起的老化防护效果极佳，由于防老剂RD在橡胶中相溶性好，在用量高达5份时仍不喷出，故可提高防老剂的用量以及改善对胶料的防老化性能，在橡胶中的持续性使橡胶胶料具有长期的抗热老化作用。

在本发明中通过加入炭黑N774又称碳黑又称非污染高定伸半补强炉黑。使用N774炭黑的胶料工艺性能好，填充量也可以很高。其硫化胶的弹性高，生热低，动态性能良好。与半补强碳黑相比，具有较高的结构，粒子较细，在胶料中易分散，硫化胶的拉伸强度、和定伸应力较高，而变形小，生热低，弹性良好。

在本发明中通过加入硅粉使产品获得了更高的拉伸强度，更好的扯断伸长率和回弹性，更好的耐热性能，增加胶料的挺性，降低胶料的收缩，改善胶料的耐屈挠性，提高产品的填充性。

在本发明中加入的石蜡油，石蜡油SUNPAR 2280由美国太阳公司生产，具有芳烃含量低，石蜡烃含量高的特点，特别适合EPDM橡胶。具有高闪点（318℃）、倾点（-60℃）的特性，不易挥发，不易析出，耐温和耐老化性能突出。与EPDM等材料相容性极好，可以大量填充。SUNPAR 2280产品通过Rohs、PAHs环保测试，可以是组合物的气味性明显改善，使组合物可以符合按PV3900进行试验，达到小于等于3.5的要求。同时在本发明中加入可使产品具有优良的耐热性、又有较好的耐光性和耐候性，可以提高产品的塑性和韧性，提高材料的扯断伸长性能。

在本发明中加入促进剂DPTT（TRA） 要求有效含量≥98%，灰分≤0.3，由于加热时能分解出游离硫，故也可用作硫化剂，有效含硫量为其质量的28%。用作硫化剂时，在操作温度下比较安全，硫化胶耐热、耐老化性能优良。当与噻唑类促进剂并用时特别适用于乙丙橡胶，硫化胶压缩变形和耐热性能均优。易分散于橡胶中，也易分散于水中，无污染。同时可以提高硫化程度，同时能增加定伸应力和抗拉强度，提高材料的耐热性，耐磨性，耐候性和耐臭氧性。

下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围；本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实施例1

一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物配方的实施方式：

以质量份数计

组分 实施例1 实施例2 实施例3 三元乙丙橡胶（1） 100 95 90 氧化锌 5 3 2 硬脂酸 2 1 2.5 聚乙二醇 2 2.5 3 防老剂RD（2） 1 0.6 1.5 防老剂DNP 1 0.8 0.5 炭黑N550 100 90 80 炭黑N774（3） 30 20 50 硅粉（4） 30 50 60 石蜡SUNPAR2280 60 40 50 促进剂DTDM 2 1.5 1.0 促进剂BZ（5） 1.0 1.5 2 促进剂DPTT 0.8 1.5 1.0 促进剂TMTD 0.8 1.5 1.0 合计 335.6 308.9 349.5

按实施列配方中原材料做成胶片进行试验检测，胶片的制造工艺条件如下：

1．炼胶：按实施例中表格的质量份数将三元乙丙橡胶放入Φ160mm开放式炼胶机中，开放式炼胶机辊筒温度要求低于50℃，进行薄通2次后塑炼，在塑炼中依次加入氧化锌—硬脂酸—聚乙二醇—防老剂RD—防老剂DNP，左右割胶各两次后加入大辅料（炭黑N550，炭黑N774，硅粉共同加入），待大辅料完全加入后将石蜡油加入，将石蜡油与大辅料完全混匀，开始左右交替割胶至大辅料与软化剂与三元乙丙橡胶混合均匀，测试辊温，要求温度在90℃—110℃以内，观察开练机辊筒中的橡胶无细小颗粒后加入小辅料（促进剂DTDM，BZ，DPTT，TMTD同时添加），开始进行捣胶直至开练机辊筒中间无可见小辅料颗粒为止，开始打三角包3-5次，后下片，以上添加的重量见实施例表格中的数量以g为计量。

2. 原料准备：原材料胶料室温停放4-6h；裁剪成100mm*100mm *4mm半成品

3. 模压成型：采用传统模压工艺制造，模具温度为160—163℃，模具预热2.0—2.5h，模压时间为20-23min,压力3.5-3.9MPa;

4.成型：保压时间60s，冷却150s，撕边定型 ，制成用于测试的胶片。

5.后处理：置入热空气老化箱中恒定80—100℃,停放3-4h，取出后进行室温停放24+2h，待测试气味性试验。

汽车衣地毯骨架层的生产工艺方式与胶片的步骤及方法相同，仅在步骤3和5不同，其区别如下：

模具温度为177—183℃，模具预热2.5—3.0h，模压时间为10-15min,压力4.0-5.0MPa; 保压时间45—50s，冷却120s。

后处理：置入热空气老化箱中恒定100—120℃,停放1-2h，取出后进行室温停放24+2h。

在本发明中采用了后处理，利用热空气循环老化箱加温静止停放来处理产品，可以加速有害物质的挥发，降低本发明组合的气味性。普通组合物气味性按PV3900进行在4—4.5左右，按此工艺进行的本发明组合物可以到3.5的要求。

一种用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物配方胶片的性能对比如下：

序号 项目 单位 实施例1 实施例2 实施例3 1 原始性能 1.1 硬度 HA 66 64 65 1.2 拉伸强度 Mpa 7.69 6.87 6.56 1.3 扯断伸长率 % 382 406 412 2 耐热老化性100℃×72h 2.1 硬度变化 HA +5.6 +7.2 +6.3 2.2 拉伸强度变化率 % 5.2 5.8 5.6 2.3 扯断伸长率变化率 % -25.6 -33.9 -30.2 3 耐热老化性 110℃×72h 3.1 硬度变化 HA +10.6 +12.3 +11.7 3.2 拉伸强度变化率 % 6.52 6.85 6.86 3.3 扯断伸长率变化率 % -35.8 -43.2 -38.8 4 低温脆性-35℃*3min 无断裂 无断裂 无断裂 5 阿克隆磨耗 cm3 290 320 268 6 耐臭氧500pphm×拉伸20%×200h 无断裂 无断裂 无断裂 7 耐屈挠龟6万次 无龟裂 无龟裂 无龟裂 8 气味性评价（PV3900） 3.5 3.5 3.5

由上表的数据可以得出, 用于汽车乘客舱地毯骨架层的三元乙丙橡胶组合物的拉伸强度较高，耐热空气老化性较好,低温脆性优异，耐低温良好可以满足冬季低温环境下的使用，同时耐磨性和耐曲挠龟裂的性能也很好提高了地毯的使用寿命及舒适性。用于汽车地毯骨架层三元乙丙的橡胶组合物能够更好的满足汽车乘客舒适性及功能要求，汽车地毯骨架层作为乘客舱和行李厢地毯的重要组成部分，需要有一定的隔音和吸音的性能要求，汽车地毯骨架层采用本发明的橡胶组合物可以减少由于汽车振动所引起的噪音。同时此组合物气味性还得到改善，按PV3900要求进行评价，可以达到3.5的要求。