CN105524304A - 一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套 - Google Patents

一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶70-100份，丁苯橡胶20-40份，顺丁橡胶5-15份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1-5份，硫化促进剂CZ？2-5份，氧化锌1-5份，硬脂酸0.5-2.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯1-5份，碳黑10-20份，陶瓷纤维15-30份，纳米玻璃纤维50-60份，膨润土玻璃微珠复合微球30-60份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷2-5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1-3份，N-苯基-β-萘胺0.5-2.5份。本发明耐磨，不易变形，耐老化性能好，使用寿命长。

Description

一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套
技术领域
本发明涉及转向器衬套用橡胶技术领域，尤其涉及一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套。
背景技术
汽车转向器衬套是转向器定位结构中的关键部位，转向器衬套的磨损会导致转向系统中转向器定位不良，进而导致车辆行驶时转向回正不足，转向准确性降低。为了解决衬套磨损问题，现有技术中在转向器衬套外侧设置的一般橡胶套，存在着不耐磨，易变形，不耐老化的缺点。
发明内容
本发明提出了一种汽车用耐高负载转向器衬套橡胶，制品耐磨，不易变形，耐老化性能好，使用寿命长。
本发明提出的一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶70-100份，丁苯橡胶20-40份，顺丁橡胶5-15份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1-5份，硫化促进剂CZ2-5份，氧化锌1-5份，硬脂酸0.5-2.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯1-5份，碳黑10-20份，陶瓷纤维15-30份，纳米玻璃纤维50-60份，膨润土玻璃微珠复合微球30-60份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷2-5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1-3份，N-苯基-β-萘胺0.5-2.5份。
优选地，膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：将高岭土中加入二甲基亚砜搅拌均匀，超声，过滤，粉碎，加入N-甲基甲酰胺、十六烷基三甲基氯化铵、甲醇、水搅拌，搅拌温度为55-70℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为490-510℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将玻璃微珠送入盐酸中，盐酸浓度为0.5-1.5mol/L，加热回流，洗涤，干燥加入第一预制料、β-环糊精、顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至80-95℃搅拌，然后氮气保护下加入N-二甲基甲酰胺、三乙胺、石墨烯、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
优选地，膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：按重量份向20-40份高岭土中加入5-10份二甲基亚砜搅拌均匀，超声，超声温度为55-65℃，过滤，粉碎，加入10-20份N-甲基甲酰胺、5-12份十六烷基三甲基氯化铵、5-12份甲醇、50-120份水搅拌，搅拌温度为55-70℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为490-510℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将50-70份玻璃微珠送入100-140份盐酸中，盐酸浓度为0.5-1.5mol/L，加热回流2-6h，洗涤，干燥加入第一预制料、20-35份β-环糊精、10-15份顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至80-95℃搅拌，然后氮气保护下加入5-15份N-二甲基甲酰胺、5-10份三乙胺、5-15份石墨烯、2-8份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌2-10h，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
优选地，天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶的重量比为80-86：26-32：8-13。
优选地，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ、氧化锌的重量比为1.5-2：3-4.5：2-3.5。
优选地，膨润土玻璃微珠复合微球、N-异丙基-N-苯基对苯二胺、N-苯基-β-萘胺的重量比为40-46：1.5-2：1.2-1.8。
优选地，碳黑、陶瓷纤维、纳米玻璃纤维、膨润土玻璃微珠复合微球、甲基乙烯基二甲氧基硅烷的重量比为12-16：20-24：55-58：40-46：3-4.5。
优选地，所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶80-86份，丁苯橡胶26-32份，顺丁橡胶8-13份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1.5-2份，硫化促进剂CZ3-4.5份，氧化锌2-3.5份，硬脂酸1-1.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯2-3.5份，碳黑12-16份，陶瓷纤维20-24份，纳米玻璃纤维55-58份，膨润土玻璃微珠复合微球40-46份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷3-4.5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1.5-2份，N-苯基-β-萘胺1.2-1.8份。
上述耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套采用如下工艺制备：将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶及陶瓷纤维置于密炼机中混炼2-4min，然后加入氧化锌、硬脂酸、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N-苯基对苯二胺及环氧蚕蛹油酸丁酯混炼至110-130℃，然后加入纳米玻璃纤维和甲基乙烯基二甲氧基硅烷密炼至140-160℃，加入碳黑混炼至175-180℃排胶，加入N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ混炼1-3min，混炼温度为100-120℃，成型后送入硫化机，在140-150℃下硫化1-3min，得到耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套。
本发明中，天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶为基材，并配合添加碳黑、陶瓷纤维、纳米玻璃纤维、膨润土玻璃微珠复合微球、甲基乙烯基二甲氧基硅烷，可大幅度提高制品耐磨性能与抗老化性能，并具有良好的硬度、扯断强度、扯断伸长率、压变等物理性能，制品不易变形；碳黑、陶瓷纤维、纳米玻璃纤维、膨润土玻璃微珠复合微球、甲基乙烯基二甲氧基硅烷混用并合理控制配比，不仅可增强制品弹性，大大提高耐磨性能，制品即使在高温条件下也可保持较高的稳定性能与硬度。在膨润土玻璃微珠复合微球中，第一预制料为卷曲成管结构，且表面具有羟基层，继续与处理后的玻璃微珠及β-环糊精、顺丁烯二酸酐、N-二甲基甲酰胺、三乙胺、石墨烯、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷作用，玻璃微珠为内部空心的结构，β-环糊精内含有腔体，玻璃微珠、β-环糊精、第一预制料与其他物料有机结合，整体交联结构好，得到的膨润土玻璃微珠复合微球与原料中的天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶相互作用，结合力强，制品力学性能极好，且耐磨性能进一步增强，进一步与N-异丙基-N-苯基对苯二胺、N-苯基-β-萘胺作用，耐老化性能极好，使用寿命大大增长。
具体实施方式
实施例1
一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：
天然橡胶70份，丁苯橡胶40份，顺丁橡胶5份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺5份，硫化促进剂CZ2份，氧化锌5份，硬脂酸0.5份，环氧蚕蛹油酸丁酯5份，碳黑10份，陶瓷纤维30份，纳米玻璃纤维50份，膨润土玻璃微珠复合微球60份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷2份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺3份，N-苯基-β-萘胺0.5份。
实施例2
一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：
天然橡胶70份，丁苯橡胶40份，顺丁橡胶5份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺5份，硫化促进剂CZ2份，氧化锌5份，硬脂酸0.5份，环氧蚕蛹油酸丁酯5份，碳黑10份，陶瓷纤维30份，纳米玻璃纤维50份，膨润土玻璃微珠复合微球60份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷2-5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1份，N-苯基-β-萘胺2.5份。
实施例3
一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶86份，丁苯橡胶26份，顺丁橡胶13份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1.5份，硫化促进剂CZ4.5份，氧化锌2份，硬脂酸1.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯2份，碳黑16份，陶瓷纤维20份，纳米玻璃纤维58份，膨润土玻璃微珠复合微球40份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷4.5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1.5份，N-苯基-β-萘胺1.8份。
膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：按重量份向20份高岭土中加入10份二甲基亚砜搅拌均匀，超声，超声温度为55℃，过滤，粉碎，加入20份N-甲基甲酰胺、5份十六烷基三甲基氯化铵、12份甲醇、50份水搅拌，搅拌温度为70℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为490℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将70份玻璃微珠送入100份盐酸中，盐酸浓度为1.5mol/L，加热回流2h，洗涤，干燥加入第一预制料、35份β-环糊精、10份顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至95℃搅拌，然后氮气保护下加入5份N-二甲基甲酰胺、10份三乙胺、5份石墨烯、8份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌2h，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
上述耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套采用如下工艺制备：将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶及陶瓷纤维置于密炼机中混炼4min，然后加入氧化锌、硬脂酸、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N-苯基对苯二胺及环氧蚕蛹油酸丁酯混炼至110℃，然后加入纳米玻璃纤维和甲基乙烯基二甲氧基硅烷密炼至160℃，加入碳黑混炼至175℃排胶，加入N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ混炼3min，混炼温度为100℃，成型后送入硫化机，在150℃下硫化1min，得到耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套。
实施例4
一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶80份，丁苯橡胶32份，顺丁橡胶8份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺2份，硫化促进剂CZ3份，氧化锌3.5份，硬脂酸1份，环氧蚕蛹油酸丁酯3.5份，碳黑12份，陶瓷纤维24份，纳米玻璃纤维55份，膨润土玻璃微珠复合微球46份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷3份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺2份，N-苯基-β-萘胺1.2份。
膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：按重量份向40份高岭土中加入5份二甲基亚砜搅拌均匀，超声，超声温度为65℃，过滤，粉碎，加入10份N-甲基甲酰胺、12份十六烷基三甲基氯化铵、5份甲醇、120份水搅拌，搅拌温度为55℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为510℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将50份玻璃微珠送入140份盐酸中，盐酸浓度为0.5mol/L，加热回流6h，洗涤，干燥加入第一预制料、20份β-环糊精、15份顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至80℃搅拌，然后氮气保护下加入15份N-二甲基甲酰胺、5份三乙胺、15份石墨烯、2份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌10h，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
上述耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套采用如下工艺制备：将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶及陶瓷纤维置于密炼机中混炼2min，然后加入氧化锌、硬脂酸、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N-苯基对苯二胺及环氧蚕蛹油酸丁酯混炼至130℃，然后加入纳米玻璃纤维和甲基乙烯基二甲氧基硅烷密炼至140℃，加入碳黑混炼至180℃排胶，加入N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ混炼1min，混炼温度为120℃，成型后送入硫化机，在140℃下硫化3min，得到耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套。
实施例5
一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其原料按重量份包括：天然橡胶84份，丁苯橡胶31份，顺丁橡胶10份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1.8份，硫化促进剂CZ3.6份，氧化锌2.6份，硬脂酸1.5份，环氧蚕蛹油酸丁酯3.2份，碳黑14份，陶瓷纤维22份，纳米玻璃纤维56份，膨润土玻璃微珠复合微球42份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷4.2份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1.8份，N-苯基-β-萘胺1.5份。
膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：按重量份向36份高岭土中加入8份二甲基亚砜搅拌均匀，超声，超声温度为62℃，过滤，粉碎，加入16份N-甲基甲酰胺、10份十六烷基三甲基氯化铵、11份甲醇、115份水搅拌，搅拌温度为62℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为505℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将62份玻璃微珠送入120份盐酸中，盐酸浓度为1.2mol/L，加热回流4h，洗涤，干燥加入第一预制料、32份β-环糊精、12份顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至92℃搅拌，然后氮气保护下加入12份N-二甲基甲酰胺、8份三乙胺、12份石墨烯、6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌6h，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
上述耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套采用如下工艺制备：将天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶及陶瓷纤维置于密炼机中混炼3min，然后加入氧化锌、硬脂酸、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、N-异丙基-N-苯基对苯二胺及环氧蚕蛹油酸丁酯混炼至125℃，然后加入纳米玻璃纤维和甲基乙烯基二甲氧基硅烷密炼至152℃，加入碳黑混炼至178℃排胶，加入N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ混炼2min，混炼温度为112℃，成型后送入硫化机，在146℃下硫化2min，得到耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶70-100份，丁苯橡胶20-40份，顺丁橡胶5-15份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1-5份，硫化促进剂CZ2-5份，氧化锌1-5份，硬脂酸0.5-2.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯1-5份，碳黑10-20份，陶瓷纤维15-30份，纳米玻璃纤维50-60份，膨润土玻璃微珠复合微球30-60份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷2-5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1-3份，N-苯基-β-萘胺0.5-2.5份。
2.根据权利要求1所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：将高岭土中加入二甲基亚砜搅拌均匀，超声，过滤，粉碎，加入N-甲基甲酰胺、十六烷基三甲基氯化铵、甲醇、水搅拌，搅拌温度为55-70℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为490-510℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将玻璃微珠送入盐酸中，盐酸浓度为0.5-1.5mol/L，加热回流，洗涤，干燥加入第一预制料、β-环糊精、顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至80-95℃搅拌，然后氮气保护下加入N-二甲基甲酰胺、三乙胺、石墨烯、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，膨润土玻璃微珠复合微球的制备过程中：按重量份向20-40份高岭土中加入5-10份二甲基亚砜搅拌均匀，超声，超声温度为55-65℃，过滤，粉碎，加入10-20份N-甲基甲酰胺、5-12份十六烷基三甲基氯化铵、5-12份甲醇、50-120份水搅拌，搅拌温度为55-70℃，过滤，洗涤，干燥，煅烧，煅烧温度为490-510℃，降温至室温，粉碎，得到第一预制料；
将50-70份玻璃微珠送入100-140份盐酸中，盐酸浓度为0.5-1.5mol/L，加热回流2-6h，洗涤，干燥加入第一预制料、20-35份β-环糊精、10-15份顺丁烯二酸酐研磨均匀，送入反应器中加热至80-95℃搅拌，然后氮气保护下加入5-15份N-二甲基甲酰胺、5-10份三乙胺、5-15份石墨烯、2-8份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷常温搅拌2-10h，超声清洗，干燥，粉碎，得到膨润土玻璃微珠复合微球。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶的重量比为80-86：26-32：8-13。
5.根据权利要求1-4任一项所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺、硫化促进剂CZ、氧化锌的重量比为1.5-2：3-4.5：2-3.5。
6.根据权利要求1-5任一项所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，膨润土玻璃微珠复合微球、N-异丙基-N-苯基对苯二胺、N-苯基-β-萘胺的重量比为40-46：1.5-2：1.2-1.8。
7.根据权利要求1-6任一项所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，碳黑、陶瓷纤维、纳米玻璃纤维、膨润土玻璃微珠复合微球、甲基乙烯基二甲氧基硅烷的重量比为12-16：20-24：55-58：40-46：3-4.5。
8.根据权利要求1-7任一项所述的耐磨耐老化汽车转向器衬套用橡胶套，其特征在于，其原料按重量份包括：天然橡胶80-86份，丁苯橡胶26-32份，顺丁橡胶8-13份，N，N’-间苯撑双马来酰亚胺1.5-2份，硫化促进剂CZ3-4.5份，氧化锌2-3.5份，硬脂酸1-1.8份，环氧蚕蛹油酸丁酯2-3.5份，碳黑12-16份，陶瓷纤维20-24份，纳米玻璃纤维55-58份，膨润土玻璃微珠复合微球40-46份，甲基乙烯基二甲氧基硅烷3-4.5份，N-异丙基-N-苯基对苯二胺1.5-2份，N-苯基-β-萘胺1.2-1.8份。
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