CN102408594A - 一种制备商用空调风扇用防振橡胶组件的橡胶材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备商用空调风扇用防振橡胶组件的橡胶材料，其中制备防振橡胶的原料组成包括氯丁橡胶、丁腈橡胶、促进剂ETU-75、氧化锌、防老剂等；防振橡胶通过注压方式将胶料注入模具型腔内，硫化处理540-660秒，冷却、修边后得防振橡胶。

Description

一种制备商用空调风扇用防振橡胶组件的橡胶材料

技术领域

本发明涉及一种橡胶材料，尤其涉及一种用于防振橡胶组件的橡胶材料，特别涉及一种用于制备空调风扇用防振橡胶组件的橡胶材料。

背景技术

根据市场调查，2010年中国商用空调的市场容量约为400亿元，未来几年商用空调的市场需求更大，政府的基建、新建的商用/高端住宅都是商用空调的潜在市场。在政策层面，家电下乡、以旧换新政策将继续在农村和城市刺激市场需求，带动二次购买、更新换代在企业层面，我国城市空调市场已步入二次购买、更新换代的高峰期，城市房地产市场的稳步发展将刺激新装空调消费，农村市场也将在家电下乡的推动下放量增长。

空调风扇，特别是商用空调风扇，如图1所示，在其外壳1上注塑有塑料扇叶，轴套3内孔中插入电机轴，并在电机轴的端部用螺母锁紧，使整条空调风扇总成与电机联接起来。外壳1与轴套3之间设置有橡胶组件2，以利用橡胶的阻尼性能，达到衰减振动、降低风扇在高速转动时产生的振动和噪音的作用。

目前，现有技术所采用的橡胶组件2，均是普通橡胶，或普通橡胶添加部分功能性添加剂后的橡胶。传统的材料选择上均采用氯丁橡胶，但由于氯丁橡胶是靠金属氧化物进行硫化，从而其与金属的粘接性能很差，同时氯丁橡胶含有氯原子，长时间后易对金属物产生腐蚀，从而导致橡胶与骨架脱胶。

CN 2575305Y公开了一种涡扇发动机风扇叶片用橡胶阻尼块，其，在该阻尼块的对机轴螺栓嵌合端的凹形曲面上设置不锈钢金属增强片，该不锈钢金属增强片是在橡胶阻尼块的硫化过程中与阻尼块橡胶材料粘结成一整体，其厚度为0.3～1.2mm，最佳为0.5～1mm。

CN 101580605A公开了一种减震橡胶的组合物，其含有天然橡胶、不饱和羧酸、活性剂、补强剂、促进剂和硫化剂。所述用于减震橡胶的组合物极大地提高了橡胶与金属的粘结强度，且由该组合物制得的减震橡胶同时具有优良的耐疲劳性能和机械强度。

CN 101451001A公开了一种用于减震橡胶的组合物，该组合物含有橡胶、增塑剂、硫化剂、促进剂、防老剂、活性剂、填充剂和软化剂，其中，所述橡胶为天然橡胶和顺丁橡胶，所述硫化剂包括硫化树脂和硫磺，所述硫化树脂和硫磺的重量比为1∶0.1-10。所述减震橡胶的组合物能够显著的提高得到的减震橡胶的疲劳性能和机械强度，能够满足车辆减震的要求。

所属技术领域的技术人员均知，空调风扇在启动、运行过程中，橡胶组件承载着很大的扭矩力作用。而现有的橡胶组件，均是普通橡胶，未考虑空调风扇的特殊工况，也未针对所述特殊工况优化橡胶的组成和/或结构，这就导致空调风扇的橡胶组件与金属的粘接性能很差，同时氯丁橡胶含有氯原子，长时间后易对金属物产生腐蚀，从而导致橡胶与骨架脱胶，进而使用寿命较短，对用户造成很大不便。

发明内容

针对现有技术的不足，针对空调风扇在启动、运行过程中，橡胶组件承载着很大的扭矩力作用的特点，本发明的目的之一在于提供一种用于制备防振橡胶的橡胶材料。本发明所述的橡胶材料避免了橡胶与骨架产生脱胶，具有既耐油脂、减震性能良好，同时粘接牢固的优点。

本发明所述的用于制备防振橡胶的橡胶材料，其组成按质量份数包括：

在本发明的所述橡胶中，炭黑作用为补强剂。作为优选，本发明的炭黑优选为天然气半补强炭黑。所述天然气半补强炭黑是橡胶制品不可缺少的补强剂，是高级耐火、耐磨材料的添加剂，其是已有产品，可以市售得到。

本发明所述的促进剂为市场已有产品，均可市售得到，比如促进剂M、DM、CZ、SP-C、TMTD、PZ系列。作为优选，本发明的促进剂优选由促进剂ETU-75和促进剂DM组成。所述促进剂ETU-75和促进剂DM均是所属技术领域的已有产品，其均可以市售得到。所述促进剂优选由0.5-1.0重量份的促进剂ETU-75和0.3-0.7重量份的促进剂DM组成。

本发明所述的防老剂为市场已有产品，均可市售得到。防老剂的种类繁多，作用各一。根据防老剂的主要作用可以分为抗热氧老化防老剂、抗臭氧老化防老剂、有害金属离子作用抑制剂、抗疲劳防老剂、抗紫外线辐射防老剂等，但是每一种防老剂作用往往不是某一种防老剂所专有，大多数防老剂多少都具有上述作用只是程度不同而已。本发明所述的防老剂优选由防老剂A和防老剂4010NA组成。所述防老剂A为N-苯基-α-苯胺的商品名称，其比重为1.16～1.17，熔点不低于52.0℃，防老剂A对热、氧、屈挠及天候等老化作用均有良好的防护效果，为天然橡胶、合成橡胶及再生胶的通用防老剂，在氯丁橡胶中兼有抗臭氧老仳的性能，对变价金属离子的老化作用及再生胶亦有一定的抑制效果，在干胶中易分散，亦易分散于水中，在橡胶中的溶解度高达5％。所述防老剂4010NA为N-苯基-N`-异丙基-对苯二胺的商品名称，又称为防老剂IPPD，为天然橡胶、合成橡胶胶乳胶的通用型防老剂，其对臭氧龟裂、屈挠龟裂防护性能特佳，亦为热、氧、光及一般老化的优良防护剂，也能抑制变价金属离子的老化作用，防护性能较4010更全面。本发明所述防老剂采用防老剂A和防老剂4010NA组成，其性能较单一防老剂或其他防老剂的组合，性能更好。本发明所述的防老剂优选由0.5-1.5重量份的防老剂A和0.5-1.5重量份的防老剂4010NA组成。

本发明所述的橡胶活化剂，优选橡胶专用的氧化锌活化剂。所述橡塑专用活性氧化锌一般用于橡胶工业，它主要作为天然橡胶、合成橡胶的活化剂。橡塑专用活性氧化锌的颗粒细小呈球状，具有很大的表面积，具有良好的分散性与良好的吸附性，可弥补普通氧化锌在胶料混织中不易分散的缺点，因而能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用、能加强硫化过程，达到稳定性、加工安全性提高、大幅度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。同时，可提高橡胶产品的抗老化、抗挠裂性能。本发明所述的橡胶活化剂进一步优选间接法氧化锌。

本发明所述硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用，其是天然胶、合成橡胶和胶乳中广泛应用的硫化活性剂，也可用作增塑剂和软化剂。

本发明所述的轻质氧化镁，其为市场已有产品，为白色轻质疏松无定型粉末，轻质氧化镁所占体积约为重质氧化镁的三倍左右，轻质氧化镁主要用于橡胶制品及氯丁胶胶粘剂的生产，在橡胶制造中氧化镁起吸酸剂及促进剂作用，在氯丁胶粘剂中起硫化交联、防焦剂与树脂螯合作用。

本发明所述高芳烃油是所属技术领域的已有产品，主要应用于天然橡胶及丁苯橡胶、顺丁橡胶等其它通用合橡胶中，是橡胶行业炼胶工序不可缺的主要添加料，主要用于提高胶料的软化性能、动态模量及有关粘弹性能等，同时还可改善硫化胶的老化性能，在很大程度降低生热量，使硫化胶物理性能和动态性能大为改善。本发明所述的高芳烃油的典型但非限制性的实例如《高芳烃油填充镍系顺丁橡胶的性能》所示(高芳烃油填充镍系顺丁橡胶的性能，武玉斌等，合成橡胶工业，1994年第17卷第6期)。

本发明所述油品，其作用与高芳烃油相同，均是软化剂。本发明采用非高芳烃油的油品软化剂，与高芳烃油软化剂配合使用，有效避免了单一软化剂溢出的缺陷。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶，是本发明最重要的原料之一。其按重量份数包括下列组分：

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用硫化剂，能使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性剂强度增加的物质。硫化剂分无机和有机两大类，无机类有硫黄、一氯化硫、硒、碲等；有机类有含硫的促进剂(如促进剂TMTD)、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯、马来酰亚胺衍生物等。作为优选，本发明的硫化剂优选由硫化剂DCP、硫化剂DTDM和硫化剂S-80组成。所述硫化剂DCP的CAS编号为80-43-3，其学名为异丙苯过氧化氢，又称过氧化二异丙苯、二枯基过氧化物，分子量270.38，无色棱形结晶，相对密度(20℃/4℃)1.082，主要用作厌氧胶的引发剂，还用作酚醛-丁腈胶粘剂的交联剂，提高耐热性和耐老化性。本发明所述的硫化剂DTDM中文名称为4，4`-二硫化二吗啉，英文名称为4，4`dithiodimorpholine，相对分子量或原子量为236.36，密度为1.32～1.38，其可作为天然胶和合成胶(丁苯、顺丁、丁基、三元乙丙、乙烯基烯类弹性等)的硫黄硫化有效促进剂，单用又可作硫化剂。本发明所述硫化剂S-80，为黄色粒料，比重(g/cm3)为1.96-2.07，熔点(℃)为112.8-119，其是橡胶工业中最重要的硫化剂，价格低廉，在天然胶及合成橡胶中使用最广泛。本发明所述的硫化剂，优选由0.5-1.5重量份的硫化剂DCP、0.5-1.5重量份的硫化剂DTDM和0.4-0.6重量份的硫化剂S-80组成。本发明通过采用该特定组成的硫化剂，大大提高了其硫化性能。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用促进剂，为市场已有产品，均可市售得到，比如促进剂M、DM、CZ、SP-C、TMTD、PZ系列。作为优选，本发明的促进剂优选为促进剂CZ。所述促进剂CZ化学名称为N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺，外观为灰白色或淡黄色粉末，其是一种高度活泼的后效促进剂，抗焦烧性能优良，加工安全，硫化时间短。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用橡胶活化剂，优选橡胶专用的氧化锌活化剂。所述橡塑专用活性氧化锌一般用于橡胶工业，它主要作为天然橡胶、合成橡胶的活化剂。橡塑专用活性氧化锌的颗粒细小呈球状，具有很大的表面积，具有良好的分散性与良好的吸附性，可弥补普通氧化锌在胶料混织中不易分散的缺点，因而能促进橡胶的硫化、活化和补强防老化作用、能加强硫化过程，达到稳定性、加工安全性提高、大幅度降低不良率，提高橡胶制品耐撕裂性、耐磨性。同时，可提高橡胶产品的抗老化、抗挠裂性能。本发明所述的橡胶活化剂进一步优选间接法氧化锌。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用防老剂为市场已有产品，均可市售得到。防老剂的种类繁多，作用各一。根据防老剂的主要作用可以分为抗热氧老化防老剂、抗臭氧老化防老剂、有害金属离子作用抑制剂、抗疲劳防老剂、抗紫外线辐射防老剂等，但是每一种防老剂作用往往不是某一种防老剂所专有，大多数防老剂多少都具有上述作用只是程度不同而已。本发明所述的防老剂优选为防老剂RD，所述防老剂RD又名2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉聚合体，适用于天然胶及丁腈、丁苯、乙丙及氯丁等合成橡胶，对热和氧引起的老化防护效果极佳，但对屈挠老化防护效果较差。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用增粘树脂，又称增粘剂或粘性赋予剂，是为解决生胶或未硫化胶料在成型时胶料缺少粘性问题而添加的树脂状物。用作增粘树脂的天然产物及其衍生物包括松香类树脂、聚萜烯类树脂、萜烯酚醛树脂等，聚合类树脂有石油树脂、吉马隆-茚树脂和聚苯烯类树脂、缩合类树脂等热塑性树脂。作为优选，本发明的增粘树脂优选增粘树脂C5100，其为脂肪族碳五石油树脂。

本发明所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用防焦剂，又名硫化延缓剂，用以防止橡胶胶料在加工过程中产生早期硫化现象的物质，一般包括亚硝基化合物(如N-亚硝基二苯胺等)、有机酸类(如苯甲酸、邻苯二甲酸酐等)和硫代亚酰胺类(如N-环已基硫代邻苯二甲酰亚胺)等。常用的有草酸、琥珀酸、乳酸、邻苯二甲酸酐、水杨酸、苯甲酸、油酸等。作为优选，本发明所述的防焦剂优选防焦剂CTP，其又名N-环己基硫代邻苯二甲酰胺，可用于天然橡胶和合成橡胶，能有效地防止胶料在加工过程中发生焦烧，提高生产效率，同时对于已经经受高热或有轻微焦烧的胶料具有复原作用。

作为优选技术方案，本发明所述的用于制备防振橡胶的橡胶材料，按质量份数其原料组成包括：

所述的N656K丁腈橡胶混炼胶，按重量份数其原料组成包括下列组分：

作为优选技术方案，本发明所述的用于制备防振橡胶的橡胶材料，按质量份数其原料组成包括：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成包括：

本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以包括其他组分，这些其他组分赋予所述橡胶材料不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由......组成”。

本发明所述的用于制备防振橡胶的橡胶材料，其制备方法为现有技术的制备方法，本发明不再就此赘述。所属技术领域的技术人员有能力获知这些现有技术，并能选择具体的、适宜的制备方法，用以制备出所述防振橡胶。

本发明的目的之一还在于提供一种防振橡胶，其由上述橡胶材料制备得到。其典型但非限制性实例如，防振橡胶原料通过注压方式将胶料注入模具型腔内，硫化处理540-660秒，冷却、修边后得防振橡胶。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明中丁腈橡胶混炼胶采用硫磺硫化与过氧化物硫化相结合，既保留了硫磺硫化易于粘接的特性，同时具备了过氧化物硫化耐热性能及压缩永久变形好的优点。

2、本发明将增粘树脂添加在丁腈橡胶混炼胶中，既提高了胶料的粘接性能，同时又解决了氯丁橡胶中加增粘树脂混炼困难的问题(粘滚筒、不易分散及排胶)。

3、本发明在氯丁橡胶配方中添加丁腈橡胶混炼胶，通过试验验证，防振橡胶组件的压脱胶试验中，单纯氯丁橡胶只能达到400N，而添加丁腈橡胶混炼胶的配方可以达到800N以上，其余性能经过验证也全部满足要求。

附图说明

图1是本发明绕线联轴器的结构示意图

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例一

本实施例中，制备防振橡胶的橡胶材料的原料按质量百分比构成为：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

实施例二

本实施例中，制备防振橡胶的橡胶材料的原料按质量百分比构成为：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

实施例三

本实施例中，制备防振橡胶的橡胶材料的原料按质量百分比构成为：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

申请人声明，所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上，将上述实施例某组分的具体含量点值，与发明内容部分的技术方案相组分，从而产生的新的数值范围，也是本发明的记载范围之一，本申请为使说明书简明，不再罗列这些数值范围。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种用于制备防振橡胶的橡胶材料，其组成按质量份数包括：

其中，所述的N656K丁腈橡胶混炼胶，按重量份数其原料组成包括下列组分：

2.如权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料组成按质量份数包括：

其中，所述的N656K丁腈橡胶混炼胶，按重量份数其原料组成包括下列组分：

3.如权利要求1或2所述的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料促进剂由促进剂ETU-75和促进剂DM组成；所述促进剂优选由0.5-1.0重量份的促进剂ETU-75和0.3-0.7重量份的促进剂DM组成；所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用促进剂，优选为促进剂CZ。

4.如权利要求1-3之一所述的橡胶材料，其特征在于，所述炭黑优选为天然气半补强炭黑。

5.如权利要求1-4之一所述的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料防老剂优选由防老剂A和防老剂4010NA组成；所述橡胶材料的防老剂优选由0.5-1.5重量份的防老剂A和0.5-1.5重量份的防老剂4010NA组成；所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用防老剂优选为防老剂RD。

6.如权利要求1-5之一所述的橡胶材料，其特征在于，所述的橡胶活化剂，优选橡胶专用的氧化锌活化剂；进一步优选间接法氧化锌。

7.如权利要求1-6之一所述的橡胶材料，其特征在于，所述的N656K丁腈橡胶混炼胶所用硫化剂，优选由硫化剂DCP、硫化剂DTDM和硫化剂S-80组成，进一步优选由0.5-1.5重量份的硫化剂DCP、0.5-1.5重量份的硫化剂DTDM和0.4-0.6重量份的硫化剂S-80组成。

8.如权利要求1-7之一所述的橡胶材料，其特征在于，所述增粘树脂为增粘树脂C5100。

9.如权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料，按质量份数其原料组成包括：

其中所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成包括：

或，所述橡胶材料，按质量份数其原料组成包括：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

或，所述橡胶材料的原料按质量百分比构成为：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

或，所述橡胶材料的原料按质量百分比构成为：

所述N656K丁腈橡胶混炼胶，按质量份数其原料构成为：

10.一种防振橡胶，其由权利要求1-9之一所述的橡胶材料制备得到，其特征在于，将所述橡胶材料通过注压方式，将胶料注入模具型腔内，硫化处理540-660秒，冷却、修边后得防振橡胶。

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