CN103131060A - 一种橡胶材料及利用该材料制作汽车前副车架衬套的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种橡胶材料，按重量份数包括以下成分：天然橡胶生胶：90～110份、炭黑：45～65份、硫磺:1.2～1.8份、活性促进剂：1.5～2.2份、氧化锌：3～5份、硬脂酸：0.5～1份、防老剂RD：1～1.5份、防老剂4010NA：1～2份、增塑剂：3～5份、分散剂：1～2份、防护蜡：1～2份，本发明还公开了利用上述橡胶材料制造汽车前副车架衬套的方法，其制造步骤依次为：合成橡胶的制备、橡胶的成型及硫化、后处理及检验，按照本发明配方及制备方法制成的前副车架衬套，不容易老化和硬化，具有非常好的耐热、低动倍率、压缩永久变形小及使用寿命长的特点，而且提高汽车整体的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及制造汽车前副车架衬套配件领域，尤其涉及一种橡胶材料以及利用该材料制作汽车前副车架衬套的方法。
背景技术
前副车架衬套是连接副车架和车身的减震橡胶衬套，是保证整车舒适性的一个重要部件。从产品发展趋势来看，随着中国经济的快速发展，家用轿车逐渐进入一般家庭，对汽车的性能要求也越来越高，发动机是汽车的一个核心部件，也是汽车震动的主要震源之一。汽车发动机架通过发动机悬置架在前副车架上，前副车架通过减震橡胶衬套连接在车身上，达到减震隔噪的效果。前副车架衬套离发动机的距离很近，近年来随着汽车排放标准的不断提高，发动机燃烧室的温度越来越高，前副车架衬套的使用环境温度很高。前副车架衬套为汽车舒适度的关键部件，相应对材料的耐温、长寿命要求越来越高，目前市场上的前副车架衬套因为耐热性不够，使用一段时间后，橡胶材料容易老化和硬化，产品的整体性能下降，导致前副车架衬套容易失效。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供的一种橡胶材料及利用该材料制作汽车前副车架衬套的方法。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
本发明要解决的技术问题之一是提供一种橡胶材料。
所述橡胶材料按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶: 90～110份；
炭黑： 45～65份；
硫磺: 1.2～1.8份；
活性促进剂: 1.5～2.2份；
氧化锌： 3～5份；
硬脂酸： 0.5～1份；
防老剂RD: 1～1.5份；
防老剂4010NA： 1～2份；
增塑剂： 3～5份；
分散剂: 1～2份；
防护蜡: 1～2份。
进一步地，所述橡胶材料按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶: 100份；
炭黑： 55份；
硫磺: 1.5份；
活性促进剂： 1.8；
氧化锌： 4份；
硬脂酸： 0.75份；
防老剂RD: 1.2份；
防老剂4010NA： 1.5份；
增塑剂： 4份；
分散剂: 1.5份；
防护蜡: 1.5份。
进一步地，所述炭黑为半补强炭黑；
所述硫磺为不溶性硫磺；
所述氧化锌为间接法氧化锌。
一种利用该橡胶材料制作汽车前副车架衬套的方法，其制造步骤如下：
步骤一、合成橡胶的制备：
将上述材料按照配方备料并送入密炼机，通过密炼机得到合成橡胶后对其硬度、扯断强度、热老化进行检测，其中达到硬度55±5度、强度≥17Mpa、伸长率≥400%，且在80℃温度条件下，经过7天热老化后橡胶性能变化率在15%以内为合格的合成橡胶；
步骤二、橡胶的成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60～70℃温度下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为170～190Kgf/cm2、温度为155～165℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为400～600秒。
步骤三、后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边、外观检验、缩径得到合格的成品。
进一步地，所述步骤一中的硬度为55度、强度为21.2Mpa、伸长率为523%；步骤二中开炼机在65℃温度、硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为160℃、硫化时间为500秒。
本发明的有益效果在于：按照本发明配方及制备方法制成的前副车架衬套，不容易老化和硬化，具有非常好的耐热、低动倍率、压缩永久变形小及使用寿命长的特点，而且提高汽车整体的舒适度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
【实施例一】：
所述橡胶材料，按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶:90份、炭黑：45份、硫磺:1.2份、活性促进剂:1.5份、氧化锌：3份、硬脂酸：0.5、防老剂RD:1份、防老剂4010NA：1份、增塑剂：3份、分散剂:1份、防护蜡:1份。
所述炭黑为半补强炭黑，所述半补强炭黑是软质炭黑中的一个主要品种，分为气炉法和油炉法两种。粒径为61～100nm。赋予胶料高伸长率、低生热、高弹性和良好的耐老化性能等。适用于NR和SR，对NBR和CR兼有补强与填充作用。
所述硫磺为不溶性硫磺，所述不溶性硫磺的分子式为Su，是一种无毒、可燃的黄色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它经普通硫磺热聚合制得，分子链上的硫原子数高达108以上，有高聚物的粘弹性和分子量分布，因此也称弹性硫或聚合硫，属于无机高分子化工原料，不溶性硫磺在橡胶中以分散状态存在，使得胶料不喷霜，有良好的粘性，同时可保证浅色制品的外观质量；不溶性硫磺在胶料中均匀分散，有效地抵制硫磺的聚集，减少胶料存放过程的焦烧倾向；不溶性硫磺使胶料在存放期内不喷霜，保持胶料组份性能均一。防止对制品和模具的污染，并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆方法，为生产联动化提供条件；不溶性硫磺使橡胶在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，而普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后则可避免；不溶性硫磺缩短了硫化的时间。当达到硫化温度后，它具有一“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。
所述氧化锌为间接法氧化锌，所述间接法氧化锌的外观为白色六角晶系结晶或粉末，间接法一般以锌锭为原料，通过电解还原，制成氧化锌，不同的锌锭原料，生产出的氧化锌纯度也不一样，此方法主要生产99.5%--99.7%的氧化锌，间接法氧化锌执行标准GB/T3185-92，原料除锌锭外，锌渣也是间接法氧化锌的主要生产原料，方法良好、锌锭纯净，所生产的氧化锌含量可达到99.8%以上。
利用该橡胶材料制作汽车前副车架衬套的方法，其制造步骤如下：
步骤一、合成橡胶的制备：
将天然橡胶生胶、炭黑、硫磺、活性促进剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、增塑剂、分散剂、防护蜡按照配方备料并送入密炼机，通过密炼机得到合成橡胶后对其硬度、扯断强度、热老化进行检测，其中达到硬度52度、强度19.2Mpa、伸长率487%，且在80℃温度条件下，经过7天热老化后橡胶性能变化率在-9.1%以内为合格的合成橡胶；
步骤二、橡胶的成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60℃温度下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为170Kgf/cm2、温度为155℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为600秒。
步骤三、后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边、外观检验、缩径得到合格的成品。
【实施例二】：
所述橡胶材料配方，按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶:100份、炭黑：55份、硫磺:1.5份、活性促进剂:1.8、氧化锌：4份、硬脂酸：0.75份、防老剂RD:1.2份、防老剂4010NA：1.5份、增塑剂：4份、分散剂:1.5份、防护蜡:1.5份。
所述炭黑为半补强炭黑，所述半补强炭黑是软质炭黑中的一个主要品种，分为气炉法和油炉法两种。粒径为61～100nm。赋予胶料高伸长率、低生热、高弹性和良好的耐老化性能等。适用于NR和SR，对NBR和CR兼有补强与填充作用。
所述硫磺为不溶性硫磺，所述不溶性硫磺的分子式为Su，是一种无毒、可燃的黄色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它经普通硫磺热聚合制得，分子链上的硫原子数高达108以上，有高聚物的粘弹性和分子量分布，因此也称弹性硫或聚合硫，属于无机高分子化工原料，不溶性硫磺在橡胶中以分散状态存在，使得胶料不喷霜，有良好的粘性，同时可保证浅色制品的外观质量；不溶性硫磺在胶料中均匀分散，有效地抵制硫磺的聚集，减少胶料存放过程的焦烧倾向；不溶性硫磺使胶料在存放期内不喷霜，保持胶料组份性能均一。防止对制品和模具的污染，并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆方法，为生产联动化提供条件；不溶性硫磺使橡胶在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，而普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后则可避免；不溶性硫磺缩短了硫化的时间。当达到硫化温度后，它具有一“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。
所述氧化锌为间接法氧化锌，所述间接法氧化锌的外观为白色六角晶系结晶或粉末，间接法一般以锌锭为原料，通过电解还原，制成氧化锌，不同的锌锭原料，生产出的氧化锌纯度也不一样，此方法主要生产99.5%--99.7%的氧化锌，间接法氧化锌执行标准GB/T3185-92，原料除锌锭外，锌渣也是间接法氧化锌的主要生产原料，方法良好、锌锭纯净，所生产的氧化锌含量可达到99.8%以上。
利用该橡胶材料制造汽车前副车架衬套的方法，其制造步骤如下：
步骤一、合成橡胶的制备：
将天然橡胶生胶、炭黑、硫磺、活性促进剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、增塑剂、分散剂、防护蜡按照配方备料并送入密炼机，通过密炼机得到合成橡胶后对其硬度、扯断强度、热老化进行检测，其中达到硬度55度、强度21.2Mpa、伸长率523%，且在80℃温度条件下，经过7天热老化后橡胶性能变化率在-5.2%以内为合格的合成橡胶；
步骤二、橡胶的成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在65℃温度下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为160℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为500秒。
步骤三、后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边、外观检验、缩径得到合格的成品。
【实施例三】：
所述橡胶材料，按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶: 110份、炭黑：65份、硫磺:1.8份、活性促进剂:2.2份、氧化锌：5份、硬脂酸：1份、防老剂RD:1.5份、防老剂4010NA：2份、增塑剂：5份、分散剂:2份、防护蜡:2份。
所述炭黑为半补强炭黑，所述半补强炭黑是软质炭黑中的一个主要品种，分为气炉法和油炉法两种。粒径为61～100nm。赋予胶料高伸长率、低生热、高弹性和良好的耐老化性能等。适用于NR和SR，对NBR和CR兼有补强与填充作用。
所述硫磺为不溶性硫磺，所述不溶性硫磺的分子式为Su，是一种无毒、可燃的黄色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。它经普通硫磺热聚合制得，分子链上的硫原子数高达108以上，有高聚物的粘弹性和分子量分布，因此也称弹性硫或聚合硫，属于无机高分子化工原料，不溶性硫磺在橡胶中以分散状态存在，使得胶料不喷霜，有良好的粘性，同时可保证浅色制品的外观质量；不溶性硫磺在胶料中均匀分散，有效地抵制硫磺的聚集，减少胶料存放过程的焦烧倾向；不溶性硫磺使胶料在存放期内不喷霜，保持胶料组份性能均一。防止对制品和模具的污染，并去掉了为克服喷霜而增添的涂浆方法，为生产联动化提供条件；不溶性硫磺使橡胶在相邻胶层中无迁移现象。特别是在顺丁胶和丁基胶的胶料中，而普通硫磺迁移速度很高，配加不溶性硫磺后则可避免；不溶性硫磺缩短了硫化的时间。当达到硫化温度后，它具有一“活化阶段”，即链式解聚作用，使硫化速度加快，减少硫磺用量，有利于制品老化性能的改善。
所述氧化锌为间接法氧化锌，所述间接法氧化锌的外观为白色六角晶系结晶或粉末，间接法一般以锌锭为原料，通过电解还原，制成氧化锌，不同的锌锭原料，生产出的氧化锌纯度也不一样，此方法主要生产99.5%--99.7%的氧化锌，间接法氧化锌执行标准GB/T3185-92，原料除锌锭外，锌渣也是间接法氧化锌的主要生产原料，方法良好、锌锭纯净，所生产的氧化锌含量可达到99.8%以上。
利用该橡胶材料制造汽车前副车架衬套的方法，其制造步骤如下：
步骤一、合成橡胶的制备：
将天然橡胶生胶、炭黑、硫磺、活性促进剂、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂4010NA、增塑剂、分散剂、防护蜡按照配方备料并送入密炼机，通过密炼机得到合成橡胶后对其硬度、扯断强度、热老化进行检测，其中达到硬度58度、强度20.2Mpa、伸长率463%，且在80℃温度条件下，经过7天热老化后橡胶性能变化率在-9.5%以内为合格的合成橡胶；
步骤二、橡胶的成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在65℃温度下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为190Kgf/cm2、温度为165℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为400秒。
步骤三、后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边、外观检验、缩径得到合格的成品。
本发明提供的测试结果对比表如下：
由表中的数据可以看出，在实施例二中，当天然橡胶生胶:100份、炭黑：55份、硫磺:1.5份、活性促进剂:1.8、氧化锌：4份、硬脂酸：0.75份、防老剂RD:1.2份、防老剂4010NA：1.5份、增塑剂：4份、分散剂:1.5份、防护蜡:1.5份时，利用该配方制造汽车前副车架衬套的方法，在步骤一中的硬度为55度、强度为21.2Mpa、伸长率为523%；步骤二中开炼机在65℃温度、硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为160℃、硫化时间为500秒时，在80℃的温度条件下，经过7天后，橡胶扯断强度最大、伸长率最高，且橡胶性能变化率最低，实用性强。
通过本发明配方及制备方法制成的前副车架衬套，不容易老化和硬化，具有非常好的耐热、防扯断能力强、低动倍率、压缩永久变形小及使用寿命长的特点，而且提高汽车整体的舒适度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶: 90～110份；
炭黑： 45～65份；
硫磺: 1.2～1.8份；
活性促进剂: 1.5～2.2份；
氧化锌： 3～5份；
硬脂酸： 0.5～1份；
防老剂RD: 1～1.5份；
防老剂4010NA： 1～2份；
增塑剂： 3～5份；
分散剂: 1～2份；
防护蜡: 1～2份。
2.根据权利要求1所述的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料按重量份数包括以下成分：
天然橡胶生胶: 100份；
炭黑： 55份；
硫磺: 1.5份；
活性促进剂： 1.8；
氧化锌： 4份；
硬脂酸： 0.75份；
防老剂RD: 1.2份；
防老剂4010NA： 1.5份；
增塑剂： 4份；
分散剂: 1.5份；
防护蜡: 1.5份。
3.根据权利要求1-2所述的橡胶材料，其特征在于，所述炭黑为半补强炭黑；
所述硫磺为不溶性硫磺；
所述氧化锌为间接法氧化锌。
4.一种利用根据权利要求1所述的橡胶材料的制作汽车前副车架衬套的方法，其特征在于，其制造步骤如下：
步骤一、合成橡胶的制备：
将上述材料按照配方备料并送入密炼机，通过密炼机得到合成橡胶后对其硬度、扯断强度、热老化进行检测，其中达到硬度55±5度、强度≥17Mpa、伸长率≥400%，且在80℃温度条件下，经过7天热老化后橡胶性能变化率在15%以内为合格的合成橡胶；
步骤二、橡胶的成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60～70℃温度下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，在压力为170～190Kgf/cm2、温度为155～165℃的条件下，对橡胶进行硫化处理，硫化时间为400～600秒；
步骤三、后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边、外观检验、缩径得到合格的成品。
5.根据权利要求5所述的制作汽车前副车架衬套的方法，其特征在于，所述步骤一中的硬度为55度、强度为21.2Mpa、伸长率为523%；步骤二中开炼机在65℃温度、硫化设备中的模具内，在压力为180Kgf/cm2、温度为160℃、硫化时间为500秒。
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