CN102061037B

CN102061037B - 耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料配方

Info

Publication number: CN102061037B
Application number: CN 201010592672
Authority: CN
Inventors: 戴红景; 李辉; 杜春山
Original assignee: Guizhou Jingzhong Rubber & Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Guizhou Jingzhong Rubber & Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: CN102061037A

Abstract

本发明公开了一种耐高低温真空助力器隔膜胶料配方，它主要是由三元乙丙橡胶、聚苯硫醚、硫化剂、纳米氧化锌、硬脂酸、防老剂、分散剂、炭黑、石蜡油制备而成，由该橡胶配方所制得的汽车真空助力器橡胶隔膜的胶料之物理机械性能均达到美国汽车工程师学会（SAE）的标准，其台架寿命达到100万次以上，具有耐高低温在较宽的使用温度-55～155℃范围内使用时材料性能保持很小变化的优异性能，同时具有高抗压缩疲劳性能、高耐动态曲挠变形、高耐磨耗性能；能做到其使用寿命基本上与助力器总成同寿命免维护的结果，对节约资源也有巨大的促进作用，实现了由“易损件”向“永久件”的转变。

Description

耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料配方

技术领域

本发明涉及真空助力器橡胶隔膜，特别是涉及耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料配方。

背景技术

真空助力器橡胶隔膜是起传递压力作用的全胶隔膜，可用于汽车制动系统中,其功能是将压缩空气的压力转化为机械推力，起到车辆制动作用。它是汽车制动系统的执行元件，也是汽车上的重要保安件。工作压力一般是:-66.7±0.13KPa(500mmHg)，工作温度为: -40～70℃。

随着汽车工业的迅捷发展，人们对汽车的速度和舒适性的需求愈来愈高，因此要求制动距离、制动时间和制动时的反应敏捷度达到短、快、灵，也就是要求制动的性能大大提高，真空助力器就是帮助驾驶员提高制动速度的装置，没有助力器，驾驶员在制动时用力较大，增大了制动的时间，从而也就增加了危险。助力器可极大地改善汽车的制动性能，提高汽车行驶的安全性、平顺性，减少生命财产损失，提高经济效益。

真空助力器橡胶隔膜作为制动气室的核心部件，它的性能好坏直接影响制动气室的使用寿命。国内汽车真空助力器总成的台架使用寿命按照我国标准QC/T307-1999的规定为不少于50万次。随着汽车工业朝着高速、舒适等方面的发展，真空助力器橡胶隔膜的使用工况不再局限在-40～70℃温度内。在气候恶劣的环境里低温长时间使用可能达到-40℃，而在高温环境里也会达到120℃。现有的真空助力器橡胶隔膜是用天然橡胶或丁腈橡胶生产的，由于所用的主体材料的限制，存在耐臭氧和耐气候性能不好以及耐高低温不好的致命缺陷，寿命台架试验维持在50万次以下，达不到严寒气候条件下长期使用的环境要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有橡胶隔膜使用寿命短和安全性差的缺陷，提供一种以三元乙丙橡胶和聚苯硫醚为主体材料的真空助力器橡胶隔膜胶料配方，以提高隔膜的耐高低温性能，从而提高隔膜的抗疲劳性能，同时该橡胶隔膜还具有高耐动态曲挠变形、高耐磨性能，在-55～155℃温度范围内能长期使用并同时保证材料性能变化很小。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料配方主要由如下重量份的原料组成：

三元乙丙橡胶100份、聚苯硫醚8～12份、硫化剂4～6份、纳米氧化锌4～6份、硬脂酸1～3份、防老剂3～5份、分散剂1～2份、炭黑45～55份和石蜡油19～22份。

进一步的，上述橡胶隔膜胶料配方中的原料优选为如下重量份：

三元乙丙橡胶100份、聚苯硫醚10份、硫化剂5.8份、纳米氧化锌5份、硬脂酸1份、防老剂4份、分散剂2份、炭黑50份和石蜡油20份。

前述耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料配方中所用到的原料使用如下配比时，所得的橡胶隔膜性能更好：防老剂由防老剂RD 1.5份、防老剂BLE 1.5份、防老剂MB 1份组成；硫化剂由交联剂DCP 3.5份、助交联剂TAIC 2份和不溶性硫黄0.3份组成；炭黑是由快压出炭黑N550 20份、中超炭黑N220 20份和半补强炭黑N774 10份组成。

本发明的技术关键点在于：

1、该胶料配方的主体材料是以三元乙丙橡胶和热塑性弹性体聚苯硫醚（PPS）为主体的并用共混体系，该共混体系兼有橡胶和热塑性弹性体的多重性能，更具有耐高低温、耐动态曲挠疲劳的优异性能。

2、热塑性弹性体聚苯硫醚（PPS）的应用范围及其广泛，其本身耐高温，可长期在265℃下保持原有特性不变,热稳定性高；刚度强；尺寸稳定性佳；阻燃UL94-0级，体轻、密度仅为1.34g/cm³，绝缘性能好，体积电阻率为1×10¹⁶Ω·cm，表面电阻率1×10¹⁵Ω·cm，电压强度＞18Kv/mm，耐磨性突出，摩擦系数在0.01－0.02之间，滑动摩擦特性良好，磨损小；耐酸、耐碱、耐氧化剂，强度高、吸水性（23℃浸泡24小时）0.5%，良好的耐化学性；强度好,易于加工；不易形成应力裂缝等优异的使用性能。

3、按本发明配方加工的三元乙丙橡胶和热塑性弹性体聚苯硫醚（PPS）为主体共混后制造成的真空助力器橡胶隔膜胶料，兼有橡胶和热塑性弹性体的多重性能，更具有优良的耐动态疲劳、耐高低温、耐气候的优异性能，较单种橡胶或几种橡胶并用所制成的混炼胶的性能优越很多。

4、主体材料和各种助剂的选型搭配、硫化剂份数的确定；进行了多次试验,优化后最终确定的耐高低温汽车真空助力器橡胶隔膜胶料配方表如下；

表1：耐高低温汽车真空助力器橡胶隔膜胶料配方表

4、耐高低温真空助力器橡胶隔膜的物理机械性能如下；

表2：耐高低温真空助力器橡胶隔膜的物理机械性能及检测表

注：此表中所述性能是表1所述配方的性能，采用国标方法进行检测。

与现有技术相比，本发明的胶料配方的主体材料是以三元乙丙橡胶和热塑性弹性体聚苯硫醚（PPS）为主体的并用共混体系，该共混体系兼有橡胶和热塑性弹性体的多重性能，胶料之物理机械性能均达到美国汽车工程师学会（SAE）的标准，其台架寿命达到100万次以上，具有耐高低温性能，在较宽的使用温度（-55～155℃）范围内使用时材料性能保持很小变化，同时具有高抗压缩疲劳性能、高耐动态曲挠变形、高耐磨耗性能；能做到其使用寿命基本上与助力器总成同寿命免维护的结果，对节约资源也有巨大的促进作用，实现了由“易损件”向“永久件”的转变。

具体实施方式

表3 各实施例的配方

注：上表中均为重量份。

制备方法：以乙丙橡胶和聚苯硫醚（PPS）的共混体系为主体，加入辅料，采用高温密炼机二段混炼即可，具体如下：

1、PPS预塑化

按照上表配方称量PPS和分散剂FC-606搅拌均匀后放入烘箱，160℃塑化2小时，使PPS充分分散，达到预塑化的目的，此时物料干爽疏松，不结团，有弹性感。

2、PPS塑炼

将双辊开炼机辊温升到150～160℃，调小辊距，加入预塑化的PPS粉料，然后开始塑炼，直到PPS呈均一透明薄膜后，打五个三角包下片，进入下一步混炼。

3、一段高温塑炼:乙丙橡胶（EPDM）与聚苯硫醚（PPS）塑炼

将塑炼好的PPS和EPDM一起在高温密炼机中进行高温塑炼后，按配方规定重量出卷停放，得一段母胶。

5、二段高温混炼

用逆混法，按混炼工艺操作，加料顺序：硬脂酸、防老剂、炭黑、石蜡油、纳米氧化锌和一段母胶，最后加入硫化剂（硫黄、DCP、TAIC）。混炼时间：900±30秒,排胶温度:140±10℃；混炼后立即用开炼机薄通（1～1.2mm），打十个三角包，观察胶片的颜色应均匀一致，再加大辊距调节厚度（4～6mm）下片。出片时间360±20秒,出片温度:90±5℃。即可制得具有耐高低温和高定伸应力、抗压缩疲劳、高耐动态曲挠变形的汽车真空助力器橡胶隔膜橡胶。

Claims

1.一种耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料组合物，其特征在于：它主要是由如下重量份的原料组成：

2.按照权利要求1所述耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料组合物，其特征在于：它主要是由如下重量份的原料组成：

3.按照权利要求2所述耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料组合物，其特征在于：按照重量份计算，所述防老剂是由防老剂RD 1.5份、防老剂BLE 1.5份、防老剂MB 1份组成。

4.按照权利要求2所述耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料组合物，其特征在于：按照重量份计算，所述硫化剂是由交联剂DCP 3.5份、助交联剂TAIC 2份和不溶性硫黄0.3份组成。

5.按照权利要求2 所述耐高低温真空助力器橡胶隔膜胶料组合物，其特征在于：按照重量份计算，所述炭黑是由快压出炭黑20份、中超炭黑20份和半补强炭黑10份组成。