CN102690425A

CN102690425A - 一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法

Info

Publication number: CN102690425A
Application number: CN2012100872472A
Authority: CN
Inventors: 王田
Original assignee: Wuxi Perun Rubber & Plastic Co Ltd
Current assignee: Wuxi Perun Rubber & Plastic Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明涉及了一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，对氢化丁腈橡胶进行配合处理：氢化度在96％以下的氢化丁腈橡胶用硫黄或过氧化物硫化，完全氢化的氢化丁腈橡胶用过氧化物、树酯或高能辐射进行硫化；对氢化丁腈橡胶进行粘合处理：采用氢化丁腈橡胶胶乳，或引入用于提高其粘合力的恶唑啉官能团对氢化丁腈橡胶进行化学改性。经本发明的方法处理得的氢化丁腈橡胶，能满足现代汽车对传动带长寿命、耐高温、高负荷的性能要求。

Description

一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法

技术领域

本发明涉及动力传送带，具体涉及了一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法。

背景技术

现代汽车由于对节能、环保、舒适、安全等的要求越来越高，使得整个发动机室结构复杂、紧凑，工作时温度较高，其中的橡胶件应具有耐高温的性能。随着发动机润滑技术的改进，润滑油中采用了新的添加剂，因此对发动机中的橡胶件的耐油性能提出了更高的要求。另一方面，较长的维修期，对橡胶件的耐久性的要求也越来越高。现代汽车要求橡胶件在一定的耐油条件下能在-40℃～+150℃传动带是汽车重要的橡胶件，包括OHC发动机用的时规带即同步带，汽车辅助传动用的汽车V带和多楔带，以及新近发展的无级变速机构(CTV)用的变速V带。汽车传动带原先使用的综合性能较好的氯丁橡胶，由于其耐热性欠佳，已无法达到上述的性能要求，取之为HNBR替代。

氢化丁腈橡胶(HNBR)与传统的丁腈橡胶(NBR)相比，其分子结构中含有少量或不含碳碳双键(C＝C)，它不仅具有NBR的耐油、耐磨、耐低温等性能，而且还具有更优异的耐热氧老化、耐臭氧、耐化学介质和良好的动态性能等，是目前最具发展潜力的橡胶品种之一，在许多方面已取代了氟橡胶等其它特种橡胶，已广泛地应用于汽车、油田等工业领域。尤其是汽车用传动带，已占其用量的50％以上。

HNBR通过配方调节，其性能可在较大范围内变化，其拉伸强度比CR、NBR高，而ZSC甚至可达到PU的水平；HNBR的耐热空气老化性优异，并与其饱和度有关，饱和度越高耐热越好。HNBR在150℃×42d的老化条件下扯断伸长率仍然保持50％，拉伸强度实际上未变化、硬度(邵尔A)只增加11°。特别是，不像其它橡胶，温度对NHBR的硬度和模量影响不大，这一点非常重要，汽车同步带要求在一定的温度和速度范围内，带应保持初始张力下的形状，以防带与带轮产生“时间滞后(Time lag)”现象。HNBR的长期动态性能稳定。

HNBR还具有良好的耐臭氧、耐天候老化、耐化学品性能，并具很好的压缩永久变形性能和溶胀性能。HNBR动态性能优异，其裂口增长明显低与CR。HNBR耐磨性能优越，这是由于HNBR具有非常高的拉伸积，而拉伸积与耐磨指数正比，因此HNBR是优良的耐磨橡胶材料。

HNBR对补强剂和增塑剂用量的响应程度几乎与NBR相同，只是HNBR达到的物理机械性能要高些。炭黑多采用快压出等炉法炭黑，增塑剂用量与HNBR对增塑剂的最大吸收能力有关，一般为其最大吸收能力的50％～60％。

发明内容

本发明提供一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，提高传统氢化丁腈橡胶的性能，使达到车用传送带的性能要求。

本发明所采用的技术方案是：

一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，对氢化丁腈橡胶进行配合处理：氢化度在96％以下的氢化丁腈橡胶用硫黄或过氧化物硫化，完全氢化的氢化丁腈橡胶用过氧化物、树酯或高能辐射进行硫化；

对氢化丁腈橡胶进行粘合处理：采用氢化丁腈橡胶胶乳，利用氢化丁腈橡胶胶乳能与氢化丁腈橡胶母胶完全相容的特性，或通过对氢化丁腈橡胶进行化学改性，如引入恶唑啉的官能团，以提高其粘合力。

优选的，所述氢化丁腈橡胶用硫黄硫化的处理步骤，是采用低硫高促或硫黄给予体硫化体系，过氧化物用量为5～15份，再加1～20份助交联剂，如TAC、TAIC或N，N‘-间苯撑双马来酰胺。

本发明方法的优势在于：

经本发明的处理方法制得的氢化丁腈橡胶，具有高性能，最大限度地满足了现代汽车对传动带长寿命、耐高温、高负荷的要求。汽车原装用同步带、多楔带全部用此处理过的HNBR制造，可最终达到与“汽车发动机同寿命”的水平，即使用寿命达到250000～300000km。

具体实施方式

HNBR在同步带中的应用：自1975年HNBR首件专利公布以来，HNBR已逐渐发展成为当今世界汽车同步带生产首选的标准弹性体材料。日本HONDO公司于1985年首次生产出装备有以HNBR为基材制作的传动带的新型汽车。德国BWM公司亦于1997年通过由日本进口的HNBR同步带而成为欧洲第一家装有HNBR同步带的汽车生产厂家。90年代后期，全世界汽车工业发展迅速，市场竞争激烈，汽车生产厂家纷纷想方设法通过最大限度地延长凸轮轴传动同步带的使用寿命来提高汽车发动机的工作性能，目前，世界上几乎所有的汽车生产厂家都在通过采用HNBR同步带来提高汽车的产品质量。实践证明，在一般行驶条件下HNBR同步带的工作寿命可达100000～150000km，德国CONTITECH公司采用HNBR/ZMA与芳纶短纤维配合制造HSN-

寿命HNBR同步带在汽油机使用，其寿命已达240000km，已接近与“发动机同寿命”的目标。

现代汽车对同步带的具体要求是：(1)耐久性提高1.5倍以上；带宽降低20％；耐热性提高10℃。同步带是由橡胶、纤维抗拉体(玻璃纤维或芳纶)和尼龙齿布组成的复合体。HNBR制造的同步带无论是疲劳寿命，还是耐水性能均比氯丁橡胶和氯磺化聚乙烯制造的同步带性能好的多。

未来的汽车对同步带的要求还要高，其要求是：使用寿命达250000～300000km；使用温度-35～150℃，瞬时高温可答175℃；耐油性≥CR；150℃下使用寿命可达3000h，而且在提高耐油性能时不牺牲其低温性能，带齿的动态储存模量≥1.4MPa。要达到如此高的条件，只有采用过氧化物硫化的HNBR/甲基丙烯酸锌复合物与芳纶短纤维补强的复合材料，甚至要用到以芳纶纤维浆补强的乙烯丙烯酸弹性体(AEM)才能达到。

HNBR在多楔带中的应用：现代汽车发动机前端附件传动轮系日趋复杂。轮系设计直接影响整车的工作可靠性，因此受到世界各大汽车公司的高度重视。传统的发动机附件传动轮系一直采用V带传动，但由于其弯曲性能较差，已无法满足现代汽车在较小空间内传动多个附件的要求。多楔带集平带的高柔韧性和V带的高功率性于一体，不仅可用一条带传动多个附件，而且能双面使用，例如采用背部张紧装置，使许多原来用V带传动的设计困难迎刃而解。多楔带的应用为发动机前端附件传动轮系设计开辟了新的途径。目前欧美国家发动机前端附件传动轮系已基本全部采用多楔带；日本基于可靠性考虑，多采用一条多楔带与V带并用形式。

但是，由于现代汽车发动机空间越来越小，带传的部件多和功率大，而使用多楔带多为单根带传多个部件，因此对多楔带的性能要求非常的高，一般要求能在120℃高温下使用寿命大于100000km。传统的CR材料已无法达到要求，目前多用HNBR。

HNBR在变速V带中的应用：无极变速机构(CVT)是汽车理想的变速机构，它与传统的齿轮和油压自动变速机构(力矩控制)截然不同，是有带轮与皮带构成的无极变速机构。这种无极变速机构的皮带原来是用金属皮带。金属皮带需要在润滑油中使用，而改用橡胶V带则可不必，且橡胶V带比金属皮带制造费用低，保养使用均为方便，因此成为各厂商竞相研究开发对象。但汽车用变速V带要传递很高的扭矩，一般的橡胶V带难以胜任。如1000ml的发动机达到最大转矩时，V带必需能经受2.0Mpa的侧压力，而一般V带只能承受0.4～0.5Mpa。要达到如此高的模量，只能用HNBR加芳纶短纤维并提高粘合胶的模量来解决。汽车用变速V带目前尚处于研究开发阶段。表10为HNBR变速V带胶料配方和硫化胶性能。

本发明的一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，对氢化丁腈橡胶进行配合处理：氢化度在96％以下的氢化丁腈橡胶用硫黄或过氧化物硫化，完全氢化的氢化丁腈橡胶用过氧化物、树酯或高能辐射进行硫化；

汽车传动带是重要的汽车橡胶件，尤其是汽车同步带。氢化丁腈橡胶的高性能，最大限度地满足了现代汽车对传动带长寿命、耐高温、高负荷的要求。预计汽车原装用同步带、多楔带将全部用HNBR制造，并最终达到与“汽车发动机同寿命”的水平，即使用寿命达到250000～300000km目标。另外，CVT用变速V带亦将有大的发展。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，其特征在于，

对氢化丁腈橡胶进行配合处理：氢化度在96％以下的氢化丁腈橡胶用硫黄或过氧化物硫化，完全氢化的氢化丁腈橡胶用过氧化物、树酯或高能辐射进行硫化；

对氢化丁腈橡胶进行粘合处理：采用氢化丁腈橡胶胶乳，或引入用于提高其粘合力的恶唑啉官能团对氢化丁腈橡胶进行化学改性。

2.根据权利要求1所述的将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，其特征在于，所述氢化丁腈橡胶用硫黄硫化的处理步骤，是采用低硫高促或硫黄给予体硫化体系，过氧化物用量为5～15份，再加1～20份助交联剂。

3.根据权利要求1所述的将氢化丁腈橡胶用于汽车传动带中的处理方法，其特征在于，所述助交联剂为TAC、TAIC或N，N‘-间苯撑双马来酰胺。