CN103387697B - 一种稳定杆衬套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稳定杆衬套，其采用注射成型，通过高温和高压硫化制得。其主要原材料为：天然橡胶、Plasthall7050增塑剂、脂肪酸、石蜡、硫磺和炭黑等。本发明的稳定杆衬套产品，具有良好的耐高低温性能，永久变形小，摩擦系数低、耐磨性好、使用寿命长等优点，特别是稳定杆衬套内的油品析出到产品表面后，可以降低产品表面的摩擦系数，消除橡胶与金属杆摩擦噪音。
Description
技术领域
本发明涉及汽车悬架横向稳定杆技术领域，尤其涉及一种用于汽车悬架横向稳定杆上的衬套及其制备方法。
背景技术
为了获得较好的舒适性，悬架固有频率通常较低，导致其侧倾刚度较小，造成车辆转弯时，车身倾斜严重，操控性能差。因此，提供一定扭转刚度，提高车辆操控性能的横向稳定杆已经成为车辆悬架的基本部件之一。
稳定杆衬套橡胶产品，被用在汽车悬架横向稳定杆上，当汽车转弯、行驶颠簸路况等运动过程中，主要起到支撑、定位、缓冲、吸振以及降噪等作用，改善乘车操控性、舒适性和稳定性。但由于随着使用时间的延长，橡胶体不可避免的会造成永久性变形，产品的整体使用性能会大大的降低，由其引发衬套的失效，特别是稳定杆衬套和金属杆之间因摩擦而产生的噪音问题，是车辆使用过程中的常见问题。
所述稳定杆衬套材料主要成分为天然橡胶，因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉设耐磨等特点，被普遍采用。但因稳定杆衬套所要求必须带有自润滑功能，是为了减轻稳定杆与衬套之间的摩擦和消除异响，更默契地配合稳定杆在衬套中有良好的转动和正确的定位。
众所周知，橡胶本身是没有润滑功能的，对于要求有润滑功能的衬套，要克服橡胶天然的阻尼性，这就难以满足。若将衬套表面涂上一层润滑油，一是会导致制品膨胀，影响性能。二是因使用部位裸露在外面，灰尘很容易粘污到润滑油脂中，最终失去润滑的效果。
CN101775164A公开了一种汽车底盘自润滑稳定杆衬套橡胶组合物，由以下以重量份计的组分组成：橡胶100份；对苯二胺类防老剂1.5-2份；二氢化喹啉类防老剂1.5-2.5份；物理防老剂1-3份；增塑剂5-10份；酰胺类爽滑剂3-8份；硫化剂0.8-2.5份；补强剂40-70份；有机活性剂5-8份；无机活性剂0.5-1.5份；以及促进剂0.9-1.5份。该发明发现酰胺类爽滑剂与其它配合物组合成汽车底盘自润滑稳定杆衬套橡胶组合物后，在装配与使用中能够很好的，长期处于自润滑状态，对制品的其它性能无影响，更利于生产中的装配。但是，该发明所述的橡胶组合物的自润滑性能一般，无法满足日益增长的稳定杆衬套的需求。
发明内容
针对现有的不足，本发明从材料上做了大胆的突破与创新。正常配方设计时，均采用相容性好的增塑剂，而在此配方设计中，我们反其道而行之，采用了与天然橡胶相容性差的Plasthall7050增塑剂（其可市售得到）。因其在天然橡胶中不易相容，会逐渐析出到产品表面，同时将配方中的自润滑成份带出到产品表面，使产品表面非常的润滑，极大的降低了橡胶件与金属杆的摩擦力，消除了橡胶与金属摩擦的噪音。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
所述稳定杆衬套中添加了脂肪酸、石蜡等具有润滑作用的成份，随时间的延长，这些物质会逐渐地析出到产品表面，使整个产品具有自润滑性，能够减少橡胶与金属的摩擦力，从而起到降噪的功能。
所述稳定杆衬套中添加了Plasthall7050增塑剂，该增塑剂与天然橡胶的相容性非常差，从而很快会析出到产品表面，且在其析出过程中，可以将上述脂肪酸和石蜡带出到产品表面，再次降低产品表面的摩擦力，彻底解决橡胶与金属之间因摩擦可能产生的噪音问题。
在本发明提供的技术方案的基础上，所述稳定杆衬套还包括补强剂，所述补强剂选自炭黑，优选炭黑N326。所述稳定杆衬套中添加了高耐磨炭黑N326，其机械强度非常高、耐磨性能好，可满足产品80万次耐久后不被损坏。
在本发明提供的技术方案的基础上，所述石蜡为微晶蜡B-10。该微晶蜡B-10熔点低，易析出，可显著降低产品表面的摩擦力，彻底解决橡胶与金属之间因摩擦可能产生的噪音问题。
在本发明提供的技术方案的基础上，所述脂肪酸为进口脂肪酸。
在本发明提供的技术方案的基础上，所述稳定杆衬套还包括橡胶填充油、防老剂、稳定剂、活性剂、防焦剂、硫化剂或促进剂中的任意一种或者至少两种的组合。所述组合例如橡胶填充油和防老剂的组合，防老剂和稳定剂的组合，稳定剂和活性剂的组合，活性剂和防焦剂的组合，防焦剂和促进剂的组合，橡胶填充油、防老剂和稳定剂的组合，稳定剂、活性剂和防焦剂的组合，防焦剂、促进剂和橡胶填充油的组合，橡胶填充油、防老剂、稳定剂、活性剂、防焦剂和促进剂的组合。
所述橡胶填充油选自4010橡胶填充油、芳烃油或橡胶油太阳油2280中的任意一种或者至少两种的混合物，优选4010橡胶填充油。4010橡胶填充油高低温性能优良。
所述橡胶填充油的重量份数为3～10，优选3.5～9.5，进一步优选7。
所述橡胶填充油的重量份数例如为3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5。
所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物，优选防老剂RD和防老剂4020。所述混合物例如防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂4020和防老剂4010NA的混合物，防老剂RD和防老剂MB的混合物，防老剂DNP和防老剂4020的混合物，防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂MB和防老剂DNP的混合物，防老剂MB、防老剂DNP、防老剂4020、防老剂4010NA和防老剂RD的混合物。防老剂RD：2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体；防老剂DNP：N,N-二（β-萘基）对苯二胺；防老剂MB：2-巯基苯并咪唑，防老剂4010NA：N-异丙基-N’苯基-对苯二胺，防老剂4020：N-（1,3-二甲基丁基）-N'-苯基对苯二胺，五种防老剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果，并可加入具有协同作用的稳定剂。
所述防老剂的重量份数为3～7，优选3.5～6.5，进一步优选5。
所述防老剂的重量份数例如为3.3、3.7、4、4.3、4.6、4.9、5.2、5.5、5.8、6.2、6.5、6.8、7.2、7.5或7.8。
本发明所述稳定剂为氧化镁或/和氧化锌，优选氧化锌，进一步优选间接法氧化锌。
所述稳定剂的重量份数为4～6，优选4.2～5.8，进一步优选5。
所述稳定剂的重量份数例如为4.1、4.3、4.5、4.7、4.9、5.1、5.3、5.5、5.7或5.9。
本发明所述活性剂为硬脂酸或/和硬脂酸锌，优选硬脂酸。
所述活性剂的重量份数为0.5～2.5，优选0.7～2.3，进一步优选2。
所述活性剂的重量份数例如为0.7、0.9、1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2.1或2.3。
本发明所述防焦剂为防焦剂CTP。
所述防焦剂的重量份数为0.2～0.6，优选0.25～0.55，进一步优选0.5。
所述防焦剂的重量份数例如为0.22、0.25、0.28、0.31、0.34、0.37、0.40、0.43、0.46、0.49、0.52、0.55或0.58。
本发明所述硫化剂为不溶性硫磺，优选不溶性硫磺IS-60。所述硫化剂与硫磺粉相比，不易喷霜。
所述硫化剂的重量份数为2～3，优选2～2.8，进一步优选2。
所述硫化剂的重量份数例如为2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8或2.9。
本发明所述促进剂选自促进剂TBBS-80、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如促进剂TBBS-80、促进剂DZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂D和促进剂TMTD的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂CZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂DZ和促进剂D的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂TMTD和促进剂CZ的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂NOBS、促进剂DZ和促进剂D的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂TMTD、促进剂CZ和促进剂NOBS的混合物，促进剂TBBS-80、促进剂DZ、促进剂D、促进剂TMTD和促进剂CZ的混合物。六种促进剂可单独使用，也可混合使用，混合使用可以获得明显的协同效果。
所述促进剂的重量份数为2～3，优选2.2～2.8，进一步优选2.5。
所述促进剂的重量份数例如为2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8或2.9。
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
本发明的目的之二在于提供一种如上所述的稳定杆衬套的制备方法，所述方法包括如下步骤：
（1）按配方进行配料，然后密炼，得到合成橡胶；
（2）将上述合成橡胶开炼，得到长条状成型件；
（3）将上述长条状成型件硫化，冷却，修边得到稳定杆衬套。
优选地，所述密炼在密炼机中进行，所述密炼的时间为4～6分钟，例如4.2分钟、4.4分钟、4.6分钟、4.8分钟、5分钟、5.2分钟、5.4分钟、5.6分钟或5.8分钟。
优选地，所述密炼排胶的温度为105～115℃，例如106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃或114℃，优选110℃。
所述开炼的温度为60～70℃，例如61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃或69℃。
所述硫化在注射硫化机中进行，所述硫化的压力为170～190kgf/cm2，例如172kgf/cm2、174kgf/cm2、176kgf/cm2、178kgf/cm2、180kgf/cm2、182kgf/cm2、184kgf/cm2、186kgf/cm2或188kgf/cm2。
所述硫化的温度为160～170℃，例如161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃或169℃。
所述硫化的时间为240～360秒，例如245秒、255秒、265秒、275秒、285秒、295秒、305秒、315秒、325秒、335秒、345秒或355秒。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明为了避免橡胶件与金属杆因摩擦而产生的噪音，提供了一种耐磨性能、弹性、耐高低温、抗臭氧老化和耐泥水等性能好，同时还具有低摩擦的橡胶材料；
（2）本发明所述稳定杆衬套添加了脂肪酸、石蜡等具有润滑作用的成份，随时间的延长，这些物质会逐渐的析出到产品表面，使整个产品具有自润滑性，能够减少橡胶与金属的摩擦力，从而起到降噪的功能；
（3）本发明所述稳定杆衬套添加了Plasthall7050增塑剂，此增塑剂与天然橡胶的相容性非常差，从而很快会析出到产品表面，且在其析出过程中，可以将上述脂肪酸、石蜡带出到产品表面，再次降低产品表面的摩擦力，彻底解决橡胶与金属之间因摩擦可能产生的噪音问题；
（4）本发明所述稳定杆衬套添加了高耐磨炭黑N326，其机械强度非常高、耐磨性能好，可满足产品80万次耐久后不被损坏；
（5）本发明所述稳定杆衬套通过试验验证，其扭转刚度、径向刚度和挠度特性都达到设计要求，高低温耐久达到100万次，满足图纸80万次的要求，该稳定杆衬套产品的成功开发，解决了汽车悬架横向稳定杆橡胶与金属摩擦产生的噪音问题。
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1
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
上述稳定杆衬套的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用上述配方进行备料，并将原料送入密炼机中，混合时间4～6分钟，110℃排胶，得到合成橡胶；
（2）将上述合成橡胶在开炼机中进行开炼成型，其温度为60～70℃，得到长条状成型件；
（3）将长条状成型件放入注射硫化机的料筒中，在压力为170～190kgf/cm2、温度为160～170℃的条件下进行硫化处理，硫化时间为240～360秒，冷却、修边后得稳定杆衬套。
实施例2
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种稳定杆衬套，其按重量份数包括如下原料：
其制备方法与实施例1相同。
上述实施例1～3中，选用进口脂肪酸和微晶蜡B-10作为润滑剂，选用与天然橡胶相容性差的Plasthall7050作为增塑剂，选用高耐磨炭黑N326作为补强剂。此种设计，利用Plasthall7050作为增塑剂在天然橡胶中不相容而析出产品表面，同时将润滑剂成份带出到产品表面，达到产品与金属摩擦时的力非常小，消除摩擦噪音。添加的高耐磨炭黑N326，可以提高产品的机械强度，提高耐磨损性能，达到产品寿命要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细组成，但本发明并不局限于上述详细组成，即不意味着本发明必须依赖上述详细组成才能实施。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 (50)
1.一种稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套按重量份数包括如下原料：
2.如权利要求1所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套还包括补强剂，所述补强剂选自炭黑。
3.如权利要求2所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套还包括补强剂，所述补强剂选自炭黑N326。
4.如权利要求1所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述石蜡为微晶蜡B-10。
5.如权利要求1所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述脂肪酸为进口脂肪酸。
6.如权利要求1或2所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套还包括橡胶填充油、防老剂、稳定剂、活性剂、防焦剂、硫化剂或促进剂中的任意一种或者至少两种的组合。
7.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述橡胶填充油选自4010橡胶填充油、芳烃油或橡胶油太阳油2280中的任意一种或者至少两种的混合物。
8.如权利要求7所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述橡胶填充油选自4010橡胶填充油。
9.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述橡胶填充油的重量份数为3～10。
10.如权利要求9所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述橡胶填充油的重量份数为3.5～9.5。
11.如权利要求10所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述橡胶填充油的重量份数为7。
12.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防老剂选自防老剂RD、防老剂4010NA、防老剂4020、防老剂DNP或防老剂MB中的一种或者至少两种的混合物。
13.如权利要求12所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防老剂选自防老剂RD和防老剂4020。
14.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防老剂的重量份数为3～7。
15.如权利要求14所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防老剂的重量份数为3.5～6.5。
16.如权利要求15所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防老剂的重量份数为5。
17.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂为氧化镁或/和氧化锌。
18.如权利要求17所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂为氧化锌。
19.如权利要求18所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂为间接法氧化锌。
20.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂的重量份数为4～6。
21.如权利要求20所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂的重量份数为4.2～5.8。
22.如权利要求21所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定剂的重量份数为5。
23.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述活性剂为硬脂酸或/和硬脂酸锌。
24.如权利要求23所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述活性剂为硬脂酸。
25.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述活性剂的重量份数为0.5～2.5。
26.如权利要求25所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述活性剂的重量份数为0.7～2.3。
27.如权利要求26所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述活性剂的重量份数为2。
28.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防焦剂为防焦剂CTP。
29.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防焦剂的重量份数为0.2～0.6。
30.如权利要求29所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防焦剂的重量份数为0.25～0.55。
31.如权利要求30所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述防焦剂的重量份数为0.5。
32.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述硫化剂为不溶性硫磺。
33.如权利要求32所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述硫化剂为不溶性硫磺IS-60。
34.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述硫化剂的重量份数为2～3。
35.如权利要求34所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述硫化剂的重量份数为2～2.8。
36.如权利要求35所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述硫化剂的重量份数为2。
37.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述促进剂选自促进剂TBBS-80、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D、促进剂DZ或促进剂NOBS中的一种或者至少两种的混合物。
38.如权利要求6所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述促进剂的重量份数为2～3。
39.如权利要求38所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述促进剂的重量份数为2.2～2.8。
40.如权利要求39所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述促进剂的重量份数为2.5。
41.如权利要求1所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套按重量份数包括如下原料：
42.如权利要求1所述的稳定杆衬套，其特征在于，所述稳定杆衬套按重量份数包括如下原料：
43.一种如权利要求1-42之一所述的稳定杆衬套的制备方法，其特征在于， 所述方法包括如下步骤：
(1)按配方进行配料，然后密炼，得到合成橡胶；
(2)将上述合成橡胶开炼，得到长条状成型件；
(3)将上述长条状成型件硫化，冷却，修边得到稳定杆衬套。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述密炼在密炼机中进行，所述密炼的时间为4～6分钟。
45.如权利要求43所述的方法，其特征在于，密炼排胶的温度为105～115℃。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，密炼排胶的温度为110℃。
47.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述开炼的温度为60～70℃。
48.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述硫化在注射硫化机中进行，所述硫化的压力为170～190kgf/cm2。
49.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述硫化的温度为160～170℃。
50.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述硫化的时间为240～360秒。
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