本發(fā)明涉及高分子材料的，具體而言，涉及一種用于汽車軟管橡膠芯的橡膠組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、汽車軟管是汽車系統(tǒng)中用于連接不同部件、傳輸流體的管道，通常由橡膠或橡膠與無機復(fù)合的材料制成。汽車軟管的作用包括：用于如燃油、冷卻液、制動液等的傳遞液體，以確保這些關(guān)鍵液體能夠在汽車內(nèi)部順暢流動；在制動系統(tǒng)和某些氣動系統(tǒng)中，軟管用于傳輸和控制氣壓，實現(xiàn)相應(yīng)的功能；通過冷卻水管等軟管，可以將冷卻液循環(huán)引入發(fā)動機內(nèi)部，降低發(fā)動機溫度，保護發(fā)動機免受過熱損害。

2、對于應(yīng)用于不同場景的汽車軟管，本領(lǐng)域技術(shù)人員對其性能有著不同的要求。比如：制動軟管(俗稱剎車管)是汽車制動系統(tǒng)中的重要組成部分，負責將制動系統(tǒng)所需的液壓力傳遞到制動器上，實現(xiàn)汽車的制動功能。制動軟管需要具有耐高壓、耐低溫和耐磨的特點，以保證汽車行駛安全；冷卻水管用于汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，負責將冷卻液從水箱循環(huán)引入發(fā)動機內(nèi)部，降低發(fā)動機溫度。制造冷卻水管的橡膠材料，其具有內(nèi)部光滑的表面則有助于冷卻液的順暢流動；燃油軟管是連接汽車燃油系統(tǒng)的管道，用于傳輸汽車燃油供給發(fā)動機燃燒。燃油軟管一般由耐油性能較好的橡膠材料制成，內(nèi)部具有光滑的表面，可以確保燃油的順暢流動；真空管連接汽車發(fā)動機與各個附件之間的管道，用于控制發(fā)動機的進氣量、排放以及其他相關(guān)功能，真空管一般由耐高溫、耐腐蝕的橡膠材料制成；

3、綜上，本領(lǐng)域技術(shù)人員對應(yīng)用于不同場景的汽車軟管，盡管有各自不同的要求，但是，機械強度高、內(nèi)壁光滑、耐油耐水耐腐蝕，是對汽車軟管常見的通用要求。

4、聚酰胺材料俗稱尼龍(nylon)，英文名稱polyamide(簡稱pa)，是一種大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團(-conh-)的高聚物總稱。長碳鏈尼龍是指分子鏈中相鄰酰胺鍵之間的亞甲基個數(shù)大于10的一類尼龍，如pa610、pa612、pa1010、pa11、pa12、pa1212等。長碳鏈尼龍具有比重輕、柔性好、耐水解、耐油、耐酸堿、抗腐蝕等優(yōu)點，通過加工改性后可廣泛應(yīng)用于如燃油管、冷卻管和剎車油管等汽車系統(tǒng)管道。

5、然而，現(xiàn)有技術(shù)中聚酰胺材料存在的其中一項不足是，聚酰胺材料具有較強的吸水性，并且易水解。聚酰胺材料的水解是指聚酰胺分子鏈中的酰胺鍵(-conh-)在特定條件下(如酸、堿或酶的存在，以及加熱等)被水分子或其他溶劑分子攻擊，導(dǎo)致酰胺鍵斷裂，進而引發(fā)聚酰胺分子鏈的降解和分解過程。具體來說，水解過程會使聚酰胺的分子量降低，并可能形成單體、低聚物以及其他副產(chǎn)物。水解后聚酰胺材料的拉伸強度、斷裂伸長率會明顯降低，并且影響其尺寸穩(wěn)定性。

6、現(xiàn)有技術(shù)中通常會向高分子材料中添加例如玻璃纖維、氧化硅、氧化鋁、高嶺土、云母、石墨等無機材料，以此降低聚酰胺的吸水率，阻止其水解，并進一步提高聚酰胺材汽車軟管材料的機械強度、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

7、然而，上述無機材料與聚酰胺材料之間的相容性不佳，無機材料顆粒不易分散，在加工過程中容易團聚，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題之一是如何提供一種使用壽命長、機械強度高的用于汽車軟管橡膠芯的聚酰胺橡膠組合物。

2、為解決上述問題的至少之一，本發(fā)明提供一種用于汽車軟管橡膠芯的橡膠組合物的制備方法，該制備方法包括：

3、s100、采用硬脂酸季戊四醇酯對聚酮進行改性處理，制備獲得改性聚酮母粒；

4、s200、采用有機物對二氧化硅進行改性處理，制備獲得改性二氧化硅；

5、s300、采用包括改性聚酮母粒、改性二氧化硅和聚酰胺樹脂的原料，制備獲得橡膠組合物。

6、在上述技術(shù)方案中，s100具體包括：

7、s110、將硬脂酸季戊四醇酯和聚酮混合均勻，獲得第一混合物；

8、s120、將第一混合物送入雙螺桿機擠出機，熔融共混，擠出造粒，制備獲得改性聚酮母粒。

9、在上述技術(shù)方案中，s100具體包括：

10、s110、按硬脂酸季戊四醇酯：聚酮＝(8-10)：100的質(zhì)量比，將硬脂酸季戊四醇酯和聚酮混合均勻，獲得第一混合物；

11、s120、將第一混合物送入雙螺桿機擠出機，在200℃至240℃的溫度條件下和250r/min至300r/min的螺桿轉(zhuǎn)速條件下熔融共混0.5h至1h，擠出造粒，獲得改性聚酮母粒。

12、在上述技術(shù)方案中，s200具體包括：

13、s210、將水和乙醇混合配制水醇溶液，向水醇溶液中滴加四氯化硅并攪拌，獲得二氧化硅溶膠；

14、s220、將二氧化硅溶膠浸泡于乙醇中老化，取出后獲得二氧化硅凝膠；

15、s230、將對苯二胺溶解于乙醇，獲得對苯二胺溶液，并向?qū)Ρ蕉啡芤褐械渭佣矫阉乃岫麛嚢?，獲得聚酰胺溶液；

16、s240、將二氧化硅凝膠和聚酰胺溶液送入反應(yīng)釜，進行加溫加壓處理，獲得改性二氧化硅。

17、在上述技術(shù)方案中，s200具體包括：

18、s210、按水：乙醇＝(30-35)：100的質(zhì)量比，將水和乙醇混合配制水醇溶液，并按四氯化硅：乙醇＝(10-20)：100的質(zhì)量比，根據(jù)乙醇的用量，向水醇溶液中滴加四氯化硅并同步攪拌，滴加完畢后加鹽酸調(diào)節(jié)ph值至3-5并繼續(xù)攪拌3h至4h，獲得二氧化硅溶膠；

19、s220、將二氧化硅溶膠浸泡于乙醇中老化20h至24h，取出后獲得二氧化硅凝膠；

20、s230、按對苯二胺：乙醇＝(6-12)：100的質(zhì)量比，將對苯二胺溶解于乙醇，獲得對苯二胺溶液，并按對苯二胺：二苯醚四酸二酐＝(90-110)：100的摩爾比，向?qū)Ρ蕉啡芤褐械渭佣矫阉乃岫嚢?，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng)4h至6h，獲得聚酰胺溶液；

21、s240、按二氧化硅凝膠：聚酰胺溶液＝(80-100)：100的質(zhì)量比，將二氧化硅凝膠和聚酰胺溶液送入反應(yīng)釜，在250℃至260℃的溫度條件和6.5mpa至7.5mpa的壓力條件下，進行時間為2h至3h的加溫加壓處理，處理結(jié)束后降溫泄壓，分離固形物進行水洗、干燥，獲得改性二氧化硅。

22、在上述技術(shù)方案中，s300具體包括：

23、s310、將潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、相容劑、改性二氧化硅、改性聚酮母粒和聚酰胺樹脂混合均勻，獲得第二混合物；

24、s320、將第二混合物送入雙螺桿機擠出機，熔融共混，擠出造粒，獲得橡膠組合物。

25、在上述技術(shù)方案中，s300具體包括：

26、s310、按潤滑劑：抗氧劑：增塑劑：相容劑：改性二氧化硅：改性聚酮母粒：聚酰胺樹脂＝(0.5-1)：(1-2)：(2-4)：(6-8)：(10-20)：(20-30)：100的質(zhì)量比，將潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、相容劑、改性二氧化硅、改性聚酮母粒和聚酰胺樹脂混合均勻，獲得第二混合物；

27、s320、將第二混合物送入雙螺桿機擠出機，在220℃至260℃的溫度條件下和250r/min至300r/min的螺桿轉(zhuǎn)速條件下熔融共混1h至1.5h，擠出造粒，獲得橡膠組合物。

28、在上述技術(shù)方案中，潤滑劑包括以下至少之一或其組合：氧化聚乙烯蠟、褐煤酸蠟、乙撐雙硬脂酰胺；和/或抗氧劑包括以下至少之一或其組合：β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、n,n'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、硫代二丙酸二月桂酸酯；和/或相容劑包括以下至少之一或其組合：馬來酸酐、馬來酸酐接枝聚苯硫醚、乙烯-馬來酸酐共聚物。

29、在上述技術(shù)方案中，增塑劑包括質(zhì)量比為1：1的n-丁基苯磺酰胺和鄰苯二甲酸二異壬酯。

30、本發(fā)明還提供了一種用于汽車軟管橡膠芯的橡膠組合物，該橡膠組合物采用如上述任一技術(shù)方案的制備方法獲得。

31、有益效果

32、本發(fā)明提供了一種用于汽車軟管橡膠芯的橡膠組合物的制備方法，該制備方法首先采用硬脂酸季戊四醇酯對聚酮進行改性處理，制備獲得改性聚酮母粒。進而采用有機物對二氧化硅進行改性處理，制備獲得改性二氧化硅。最后采用包括改性聚酮母粒、改性二氧化硅和聚酰胺樹脂的原料，制備獲得橡膠組合物。聚酮是一種由一氧化碳、乙烯和丙烯通過配位聚合而成的聚合物材料，其具有優(yōu)異的抗水解性，并且具有優(yōu)異的耐磨性、耐燃油性、抗沖擊性、較高的彎曲強度和氣體阻隔性能。此外，聚酮還具有較高的熱變形溫度，可在較高溫度環(huán)境條件下長期溫度使用。因此，本發(fā)明采用聚酮與聚酰胺樹脂復(fù)合，共同制備用于汽車軟管橡膠芯的橡膠組合物。聚酮能夠顯著提高聚酰胺材料的耐水解性?？紤]到聚酮樹脂存在羰基碳結(jié)構(gòu)，其在熔融加工過程中分子間和分子內(nèi)的羥醛縮合反應(yīng)，彼此交聯(lián)，導(dǎo)致聚酮樹脂在熔融過程中粘度快速增加，容易粘附在設(shè)備中，導(dǎo)致設(shè)備清理困難，和出料不均的問題，本發(fā)明采用硬脂酸季戊四醇酯對所使用的聚酮進行改性處理。季戊四醇硬脂酸酯可以抑制聚酮分子結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生羥醛縮合交聯(lián)固化導(dǎo)致的粘度增加，由此使得聚酮容易加工成型，因此，采用硬脂酸季戊四醇酯進行改性處理獲得的改性聚酮母粒不僅能夠有效阻止聚酰胺水解，還能在聚酰胺橡膠組合物材料熔融擠出的過程中保證混料和出料均勻，改善聚酰胺橡膠組合物的可加工性能。二氧化硅作為無機填料，能夠提高聚酰胺橡膠組合物的機械強度，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并降低聚酰胺的吸水率，阻止其水解?？紤]到二氧化硅與聚酰胺材料之間的相容性不佳，無機材料顆粒不易分散，在加工過程中容易團聚，本發(fā)明采用有機物對二氧化硅進行改性處理，制備獲得與聚酰胺相容性更好的改性二氧化硅。綜上，本發(fā)明采用包括改性聚酮母粒、改性二氧化硅和聚酰胺樹脂的原料，制備獲得的橡膠組合物具有較好的機械強度，并且其不易水解，使用壽命更長，尤其適用于汽車軟管橡膠芯的制造。