CN105295120A - 一种具有自润滑功效的衬套用橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，包括以下重量百分比的组分：天然橡胶55％-59％、顺丁橡胶14％-7％份、精制植物油油酸酰胺0.7％-2％、二硫化钼0.7％-2％、碳纳米管0.7％-2％、石墨3.5％-4.1％、氧化锌3.5％-3.2％、硬脂酸1％、防老剂6PPD？1.7％-1％、防老剂TMQ？1％、微晶蜡2％、炭黑N？330？13.8％-13.1％、硫黄1.4％-1.3％和促进剂CZ？1.0％-1.3％；本发明的衬套用橡胶，具有四重缓释功能，适合自润滑高档轿车衬套，解决一般自润滑橡胶润滑容易失效，提升橡胶耐磨擦性能，结合橡胶磨损的不同阶段的具体情况，提高橡胶和衬套产品的使用寿命。同时本发明提供了上述一种具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法。

Description

一种具有自润滑功效的衬套用橡胶及其制备方法

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，尤其是涉及一种具有自润滑功效的衬套用橡胶及其制备方法。

背景技术

橡胶材料良好的阻尼、减震，能使减震衬套类产品获得优异的NVH性能；橡胶和衬套金属骨架结合的同时，也能够利用橡胶本身高弹的特性，避免衬套金属骨架和车架金属的摩擦，起到缓冲、保护、降噪的功能。但是，橡胶产品在起到缓冲和保护的同时，自身也会由于摩擦造成损耗，并产生噪音，而且有些橡胶产品的装配位置，以及橡胶的特性，无法手动使用各类有极性的润滑脂润滑。因此，就需要设计一种橡胶配方原料，其配方中自带润滑剂。但又由于传统自润滑的橡胶配方，只是使用单一的、能析出到橡胶表面的润滑剂，当橡胶摩擦将该种润滑剂磨损完后，将直接磨损橡胶原材料，造成橡胶件失效。橡胶磨损一般分三步，1，摩擦析出于橡胶表面的物质；2，摩擦硫化橡胶表层；3，摩擦硫化橡胶浅层。待摩擦损耗到硫化胶中层，橡胶产品基本已经失效，因此前3个阶段的润滑，能对减少橡胶损耗，起到决定性的作用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有自润滑橡胶配方的不足，提供了一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，具有四重缓释功能，通过选择合适的胶种，并在橡胶中添加能在橡胶摩擦期间的不同阶段，分四个阶段缓慢析出，起到润滑效果的润滑剂，使减震摩擦类橡胶，在全使用寿命的各个不同阶段，都能够有很好的润滑降噪效果。

本发明的另外一个目的是提供一种上述具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法。

实现上述目的的一种技术方案是：一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，包括以下重量百分比的组分：

上述所有组分的重量百分比之和为100％。上述原料均为市售产品。

上述的一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，其中，所述油酸酰胺采用精制植物油油酸酰胺。

本发明的还提供了一种具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法，包括以下步骤：

S1，混炼步骤，包括以下两个工序：

S11，一段胶混炼工序：将天然胶和顺丁橡胶依次加入到啮合型转子密炼机中，炼胶30s，啮合型转子密炼机中的温度加热到90℃，然后将炭黑N330加入啮合型转子密炼机中混炼90s，再将油酸酰胺、二硫化钼、碳纳米管、石墨、氧化锌、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂TMQ和微晶蜡依次加入啮合型转子密炼机中，一段胶的出胶温度为160℃，成片冷却待用，制成一段胶；

S12，二段胶混炼工序：所述一段胶停放8小时后，将硫磺和促进剂CZ依次加入在啮合型转子密炼机中混炼60s，二段胶的出胶温度为100℃，出片，过隔离剂冷却吹干，并进行性能测试，制成混炼胶；

S2，硫化步骤：将注射成型机的料筒温度加热至85℃，将混炼胶注射进入注射成型机中，硫化温度为160-165℃，硫化时间6-10min，压力为155±10Bar，硫化后的混炼胶去掉废边，进行尺寸和外观的检验，制成衬套用橡胶。

上述的一种具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法，其中，所述啮合型转子密炼机采用GK180E型啮合型转子密炼机；所述注射成型机采用280吨Desma注射成型机。

采用本发明的一种具有自润滑功效的衬套用橡胶的技术方案，与现有技术相比，通过选择合适的胶种，并在橡胶中添加能在橡胶摩擦期间的不同阶段，分四个阶段缓慢析出，起到润滑效果的润滑剂，使减震摩擦类橡胶，在全使用寿命的各个不同阶段，都能够有很好的润滑降噪效果，本发明的衬套用橡胶，具有自润滑四重缓释功能，适合自润滑高档轿车衬套，解决一般自润滑橡胶润滑容易失效，提升橡胶耐磨擦性能，结合橡胶磨损的不同阶段的具体情况，提高橡胶和衬套产品的使用寿命；同时，本发明提供的一种具具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法，也能达到上述技术效果。

具体实施方式

本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

实施例

一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，其配方如表1所示。该具有自润滑功效的衬套用橡胶通过以下步骤制备：

S1，混炼步骤，包括以下两个工序：

S11，一段胶混炼工序：将天然胶和顺丁橡胶依次加入到啮合型转子密炼机中，炼胶30s，啮合型转子密炼机中的温度加热到90℃，然后将炭黑N330加入啮合型转子密炼机中混炼90s，再将油酸酰胺、二硫化钼、碳纳米管、石墨、氧化锌、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂TMQ和微晶蜡依次加入啮合型转子密炼机中，一段胶的出胶温度为160℃，成片冷却待用，制成一段胶；

S12，二段胶混炼工序：所述一段胶停放8小时后，将硫磺和促进剂CZ依次加入在啮合型转子密炼机中混炼60s，二段胶的出胶温度为100℃，出片，过隔离剂冷却吹干，并进行性能测试，制成混炼胶；

S2，硫化步骤：将注射成型机的料筒温度加热至85℃，将混炼胶注射进入注射成型机中，硫化温度为160-165℃，硫化时间6-10min，压力为155±10Bar，硫化后的混炼胶去掉废边，进行尺寸和外观的检验，制成衬套用橡胶。合格后可出厂为用户装机使用。

混炼步骤中啮合型转子密炼机采用GK180E型啮合型转子密炼机；硫化步骤中注射成型机采用280吨Desma注射成型机。

表1

对照例

传统的衬套用橡胶，其配方如表2所示：

表2

本发明的实施例中的具有自润滑功效的衬套用橡胶具有以下优点：

(1)使用天然橡胶为主，并入顺丁橡胶，这种配合能够使橡胶配制原料在保证良好的机械性能的同时，获得顺丁橡胶提供的优异耐磨擦性能，提高使用寿命；

(2)选择炭黑粒径较小，比表面积大的N330系列炭黑，该类炭黑补强效果好，但是较传统的N339结构度低，因此考虑耐磨擦橡胶时，使用N330而不用N339，能够获得较低的损耗因子，回弹性较高，摩擦生热更低，同时小粒径炭黑，有利于延长耐磨损橡胶产品使用寿命；

(3))使用油酸酰胺、二硫化钼、碳纳米管、石墨的四重润滑组合，来确保橡胶配制原料在摩擦的各个阶段，都能有很好的润滑效果，具体表现在：

油酸酰胺可以提高表面光泽性，一般用作高分子材料的润滑剂、脱模剂等。既可以提高抗静电和润滑性能，又可以提高防湿性能，明显降低摩擦和粘结的阻力，可有效地防止粘结。使用精制植物油油酸酰胺该原料可以很快迁移析出致橡胶原材料表面，起到初步润滑保护效果；

二硫化钼是重要的固体润滑剂，被誉为“高级固体润滑油王”，其用于摩擦材料主要功能是低温时减摩，在橡胶中添加该品，可提高橡胶制品的光泽、抗污损和伸长率，防止日晒龟裂，增强耐磨性，但其在摩擦材料中易挥发，配制橡胶原料中，二硫化钼0.7％-2％，可作为橡胶表层润滑剂；

碳纳米管，是由碳原子形成的，具有独特的管状结构的材料，有很大长径比，与石墨不同，碳纳米管能有效减小低载荷条件下的摩擦系数和磨损率。添加碳纳米管0.7％-2％，可同石墨起协同作用，在硫化橡胶浅层起到润滑作用；

石墨，由碳原子组成的，形态为平面薄膜结构的材料，是一种很好的无机润滑剂：石墨薄膜鳞片小，摩擦系数越小，润滑性能越好，并且石墨是炭素，可以很好的和填充于橡胶中，添加石墨，在高载荷条件下的减摩抗磨作用明显，石墨可同碳纳米管在抗磨、润滑方面形成复合润滑保护层；

(4)硫黄、促进剂CZ，配合成稳定的半有效硫化体系，可以兼顾耐磨、强度、硬度、回弹等各个方面的物理性能，使得在添加自润滑原料时，不损失其他物理性能。

本发明的具有自润滑功效的衬套用橡胶，具有四重润滑功效，四重缓释自润滑体系如下：精制植物油油酸酰胺、二硫化钼、碳纳米管和石墨。

在橡胶配制原料的硫化胶磨损初期(低温、低频)，析出并附着在橡胶表面的精制植物油油酸酰胺，可以提供初步的润滑和减少摩擦，是第一重润滑防护体系；

在硫化胶动态磨损中期(油酸酰胺损耗完，表面无防护，硫化胶表层开始受到低温，中频摩擦)，混合在橡胶内的无机小分子二硫化钼，开始挥发释放，起到第二重润滑防护；

在硫化胶动态磨损中后期(油酸酰胺、二硫化钼都已损耗完，硫化胶浅表层开始受到中高温，中高频率摩擦)，混合在混炼胶内的碳纳米管首先起到润滑作用，起到第三重润滑防护；

摩擦频率和温度再度升高，橡胶内的石墨开始润滑，是第四重润滑防护体系。

性能测试：

实施例与对照例的性能实测结果如表3所示：

表3

第16项动摩擦因子μ测试依据吕玉琳《用电子拉力试验机试验压陷硬度和摩擦系数》橡胶工业1992.39中所列举办法，通过测试动摩擦力F，和质量m，经过公式μ＝F/m，来测算动摩擦因子μ。

从表3的试验比较可以看出，实施例配方的具有自润滑功效的衬套可以完全通过戴姆勒DBL5558.45所规定的材料测试，同传统配方的对照例性能相当；在DINAbrasion磨耗测试中，实施例配方远优于传统配方的对照例，有着更小的磨耗体积；在MRH-3高速摩擦试验中，实施例配方更是低转速高转速全程无异响啸叫。通过DIN和MRH-3测试，表示实施例配方可确实在实际应用中，取得更好的润滑、耐磨效果。

耐久性能测试和刚度实验：

实施例与对照例的耐久性能测试和刚度实验结果如表4所示：

表4

从表4的实验结果看出，实施例配方的具有自润滑功效的衬套用橡胶对应汽车衬套产品，在耐久和刚度试验中，也和传统配方的对照例在同一水平。

因此，本发明的具有自润滑功效的衬套用橡胶，具有四重缓释功能，高耐磨性能，实现了高档轿车衬套低噪音、提高自润滑性、高耐磨配方设计目的

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (4)

1.一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

上述所有组分的重量百分比之和为100％。

2.如权利要求1所述的一种具有自润滑功效的衬套用橡胶，其特征在于，所述油酸酰胺采用精制植物油油酸酰胺。

3.一种如权利要求1所述的具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，混炼步骤，包括以下两个工序：

S11，一段胶混炼工序：将天然胶和顺丁橡胶依次加入到啮合型转子密炼机中，炼胶30s，啮合型转子密炼机中的温度加热到90℃，然后将炭黑N330加入啮合型转子密炼机中混炼90s，再将油酸酰胺、二硫化钼、碳纳米管、石墨、氧化锌、硬脂酸、防老剂6PPD、防老剂TMQ和微晶蜡依次加入啮合型转子密炼机中，一段胶的出胶温度为160℃，成片冷却待用，制成一段胶；

S12，二段胶混炼工序：所述一段胶停放8小时后，将硫磺和促进剂CZ依次加入在啮合型转子密炼机中混炼60s，二段胶的出胶温度为100℃，出片，过隔离剂冷却吹干，并进行性能测试，制成混炼胶；

S2，硫化步骤：将注射成型机的料筒温度加热至85℃，将混炼胶注射进入注射成型机中，硫化温度为160-165℃，硫化时间6-10min，压力为155±10Bar，硫化后的混炼胶去掉废边，进行尺寸和外观的检验，制成衬套用橡胶。

4.如权利要求3所述的具有自润滑功效的衬套用橡胶的制备方法，其特征在于，所述啮合型转子密炼机采用GK180E型啮合型转子密炼机；所述注射成型机采用280吨Desma注射成型机。