CN103707579B

CN103707579B - 具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体及制备方法

Info

Publication number: CN103707579B
Application number: CN201310699730.0A
Authority: CN
Inventors: 于晓国; 陈晓玉; 范宗成
Original assignee: BEIJING TIANYUAN AUTE RUBBER AND PLASTIC Co Ltd
Current assignee: BEIJING TIANYUAN AUTE RUBBER AND PLASTIC Co Ltd
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: CN103707579A

Abstract

本发明涉及一种具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体。从内至外由内胶层、骨架增强层和外胶层复合而成。本发明气囊内胶层、骨架层贴胶采用的是氯丁橡胶CR1211为胶料主体材料，并用少量天然橡胶以改善工艺加工性能，与以往以天然橡胶为主体的内层胶、贴胶相比，在大幅度提高阻燃性和耐臭氧性能的同时提高了囊体的气密性及层间粘合性能，并节约了资源有限的天然橡胶。气囊外胶层采用的是三元乙丙胶/氯化丁基胶/天然胶三胶并用的全新主体材料配合，通过对配方各体系材料的合理选择及对各组份的合理设计，在实现最佳的耐臭氧性能和阻燃性能的同时，解决了氯化丁基胶和三元乙丙胶胶物理机械性能和自粘性能偏低的问题。

Description

具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体及制备方法

技术领域

本发明涉及一种汽车用橡胶囊体，尤其涉及一种具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体。

背景技术

近年来由于汽车电线老化、油路漏油、高温、车祸撞击等原因，造成汽车燃烧车毁人亡的事故频繁发生，每年仅国内达1000起以上。这样就要求汽车用材料须具有一定的阻燃性能，并能达到美国UL94标准，为在特殊情况下延迟燃烧、及时抢救生命，提供强有力的保证。而目前现有橡胶空气弹簧橡胶囊体，无法满足阻燃安全性的要求。此外，随着世界工业及交通运输业的发展，大气污染日益严重，空气中的臭氧浓度不断升高，臭氧对橡胶材料的老化侵蚀加重，而橡胶空气弹簧在实际使用中的动态往复曲挠变形特性又加速了臭氧的老化破坏，使橡胶囊体龟裂加重导致气囊漏气，严重缩短了其使用寿命。

发明内容

本发明的目的是研发一种具有高阻燃、耐臭氧性能特点的空气弹簧橡胶囊体，以满足日益增长的阻燃性及耐臭氧性能要求。

为达到上述的目的，本发明所采用的技术方案为：

一种具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体，从内至外由内胶层、骨架增强层和外胶层复合而成，其原料为：

内胶层：

氯丁橡胶CR1211、1#烟片胶、高活性氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、防老剂TPPD、防老剂4010NA、防老剂A、胶易素T-78、模得丽935P、炭黑N330、炭黑N660、古马隆、70%氯化石蜡、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂ETU-80、氧化锌和不溶性硫磺IS-7020

骨架增强层：

氯丁橡胶CR1211、1#烟片胶、高活性氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、防老剂TPPD、防老剂RD、防老剂BLE-W、L-18分散剂、RX-80增粘树脂、炭黑N330、炭黑N660、70%氯化石蜡（含70%氯化石蜡的重量含量）、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、氧化锌和不溶性硫磺IS-7020。

外胶层：

1#烟片胶、三元乙丙胶DSM4703、氯化丁基胶1068、高活性氧化镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂TPPD、防老剂4010NA、莱茵蜡、胶易素T-78、模得丽935P、增粘树脂A-90、炭黑N330、炭黑N660、70%氯化石蜡、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TT和硫磺。

本发明具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体制造工艺按如下步骤进行：

步骤a、分别按重量配比称取内胶层、骨架增强层、外胶层的各种原料组份，由密炼机和开炼机分别加工成内层混炼胶、骨架增强层混炼胶和外层混炼胶。

步骤b、用三辊压延机将内层混炼胶和外层混炼胶压延成符合设计要求的具有一定厚度和宽度的胶片；用四辊压延机将骨架增强层混炼胶压延贴合至尼龙帘子布骨架增强层上，制成符合设计要求的具有一定厚度和宽度的胶帘布。

步骤c、按产品设计施工标准将内、外层胶片和骨架层胶帘布裁断成具有一定角度和宽度的胶片和胶布，在成型机上将内层胶片、骨架层胶帘布和外层胶片经缠绕、贴合、辊压制成囊胚。

步骤d、将上述囊胚连同芯模一同放入专用个体硫化机内，升温及正硫化。

步骤e、将步骤d所得硫化后胶囊在空气中自然冷却，脱去模芯。将胶囊裁断成符合产品设计施工标准要求的具有一定长度的成品胶囊。

步骤f、将成品胶囊与减振器活塞支承座、下卡环、缓冲块、上卡环、上盖、快速接头、（连接板）进行组装，制成橡胶空气弹簧总成。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明气囊内胶层、骨架层贴胶采用的是氯丁橡胶CR1211为胶料主体材料，并用少量天然橡胶以改善工艺加工性能，与以往以天然橡胶为主体的内层胶、贴胶相比，在大幅度提高阻燃性和耐臭氧性能的同时提高了囊体的气密性及层间粘合性能，并节约了资源有限的天然橡胶，符合我国橡胶工业大力推进合成橡胶开发应用的产业调控政策和发展方向。

2、本发明气囊外胶层采用的是三元乙丙胶/氯化丁基胶/天然胶三胶并用的全新主体材料配合，通过对配方各体系材料的合理选择及对各组份的合理设计，在实现最佳的耐臭氧性能和阻燃性能的同时，解决了氯化丁基胶和三元乙丙胶胶物理机械性能和自粘性能偏低的问题。

本发明与以往气囊胶相比，性能优势具体体现如下：

具体实施方式

具体实施中，具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体从内至外由内胶层、骨架增强层和外胶层复合而成，其各层的原料组成的重量份为：

内胶层：

骨架增强层：

外胶层：

本发明的制备工艺：

步骤a、分别按重量配比称取内胶层、骨架增强层贴胶、外胶层的各种原料组份，由密炼机和开炼机分别加工成内层混炼胶、骨架增强层混炼胶和外层混炼胶。

步骤b、将检测合格的混炼胶，用三辊压延机将内层混炼胶和外层混炼胶压延成符合设计要求的一定厚度和宽度的胶片；用四辊压延机将骨架增强层混炼胶压延贴合至尼龙帘子布骨架增强层上，制成符合设计要求的一定厚度和宽度的胶帘布。

步骤d、将上述囊胚连同芯模一同放入专用个体硫化机内，在内外温升温至150℃，并保持在150±1℃，外压保持在2.0±0.1Mpa条件下，正硫化15分钟。

步骤e、将所得硫化后胶囊在空气中自然冷却至60℃以下（25-60℃），脱去模芯。将胶囊裁断成符合产品设计施工标准要求的具有一定长度的成品胶囊。

上述步骤a、步骤b、步骤c中混炼和压延等加工条件都属橡胶材料加工通用工艺，此文中不再赘述。

上述各实施例中，具体选用硫磺调节型氯丁橡胶CR1211。硫磺调节型（G型）氯丁橡胶与非硫磺调节型（W型）氯丁橡胶相比，其物理机械性能更优异，使产品具有更好的层间粘合性能和曲挠性能；三元乙丙胶选用荷兰DSM4703型号，具有较高含量的不饱和第三单体(ENB)，使并用胶共硫化体系设计实现良好的共硫化性能，从而保证硫化工艺性能和产品各项性能达到设计要求。氧化镁选用邢台鹏飞生产的典值高于120的高活性氧化镁，以保证足够的工艺操作安全性能。

经本实施例方法制得的产品，经垂直燃烧试验，燃烧性能达到国家标准（GB/T13488）及美国UL94标准规定的最高阻燃等级FV-0级，而已有技术的囊体不能达到垂直燃烧的最低等级FV-2，不能用垂直法进行分级。

经本实施例方法制得的产品，耐臭氧老化性能在50pphm×40℃条件下经过92小时老化无龟裂发生，而已有技术的囊体老化不到70小时就已发生严重龟裂。

经本实施例方法制得的产品，经台架疲劳形式试验，台架寿命可达580万次以上，而已有技术的囊体台架寿命只能达到320～400万次。

Claims

1.一种具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体，从内至外由内胶层、骨架增强层和外胶层复合而成，其特征在于，其原料为：

内胶层：

氯丁橡胶CR1211、1#烟片胶、高活性氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、防老剂TPPD、防老剂4010NA、防老剂A、胶易素T-78、模得丽935P、炭黑N330、炭黑N660、古马隆、70％氯化石蜡、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂ETU-80、氧化锌和不溶性硫磺IS-7020；

骨架增强层：

氯丁橡胶CR1211、1#烟片胶、高活性氧化镁、硬脂酸、防老剂ODA、防老剂TPPD、防老剂RD、防老剂BLE-W、L-18分散剂、RX-80增粘树脂、炭黑N330、炭黑N660、70％氯化石蜡、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、氧化锌和不溶性硫磺IS-7020；

外胶层：

1#烟片胶、三元乙丙胶DSM4703、氯化丁基胶1068、高活性氧化镁、氧化锌、硬脂酸、防老剂RD、防老剂TPPD、防老剂4010NA、莱茵蜡、胶易素T-78、模得丽935P、增粘树脂A-90、炭黑N330、炭黑N660、70％氯化石蜡、3.5H₂O硼酸锌、氢氧化铝、阻燃剂TCEP、促进剂CZ、促进剂DM、促进剂TT和硫磺。

2.根据权利要求1所述的橡胶空气弹簧囊体，其特征在于，所述的橡胶空气弹簧囊体各层的原料组成的重量份为：

内胶层：

骨架增强层：

外胶层：

3.一种权利要求2所述的具有阻燃、耐臭氧特性汽车用橡胶空气弹簧囊体的制备方法，按以下步骤进行：

步骤a、分别按上述重量配比称取内胶层、骨架增强层、外胶层的各种原料组份，分别由密炼机和开炼机加工成内层混炼胶、骨架增强层混炼胶和外层混炼胶；

步骤b、用三辊压延机将内层混炼胶和外层混炼胶压延成胶片；用四辊压延机将骨架增强层混炼胶压延贴合至尼龙帘子布骨架增强层上，制成胶帘布；

步骤c、按产品设计施工标准将内、外层胶片和骨架增强层胶帘布裁断成胶片和胶布，在成型机上将内层胶片、骨架增强层胶帘布和外层胶片经缠绕、贴合、辊压制成囊胚；

步骤d、将上述囊胚连同芯模一同放入硫化机内，升温及正硫化；

步骤e、将硫化后胶囊在空气中自然冷却，脱去芯模；将胶囊裁断成成品胶囊；

步骤f、将成品胶囊与减振器活塞支承座、下卡环、缓冲块、上卡环、上盖、快速接头进行组装，制成橡胶空气弹簧总成。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤d中，将囊胚连同芯模一同放入个体硫化机内，在内外温升温至150℃，并保持在150±1℃，外压保持在2.0±0.1Mpa条件下，正硫化15分钟。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在步骤e中，将所得硫化后胶囊在空气中自然冷却至60℃以下，脱去芯模。