CN106893155B - 一种减振用橡胶及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减振用橡胶及其应用，该橡胶组分为：天然橡胶、顺丁橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、炭黑N330、炭黑N774、白炭黑、硫黄、促进剂CZ、促进剂DTDM、促进剂NS、硅烷偶联剂Si69、海泡石、防老剂4020、防老剂D、防老剂H。本发明采用天然橡胶与顺丁橡胶并用，缓解了天然橡胶在耐疲劳性能上面的不足，通过配方中各组分的选择和搭配，进一步提高了橡胶材料的耐热氧老化性能和抗疲劳性能，延长了产品的使用寿命，更能满足工业需求，在汽车领域具有很好的应用前景。

Description

一种减振用橡胶及其应用
技术领域
本发明涉及一种减振用橡胶，具体涉及一种减振用橡胶及其制备方法和作为重型汽车橡胶支座的应用，属于汽车用橡胶技术领域。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，震动和噪音已经成为各个领域的严重问题：它会降低操作精度，影响产品质量；缩短产品寿命，危及安全性，使设备或构建物早期破坏；污染环境及影响人身健康。因此，研究和掌握震动控制与噪音控制技术已是各国工业发展面临的重大课题。消除震动和噪音的最根本和最好方法是减少或者消除震动源的震动，但实际上要想完全消除震动源的震动是不可能的，因此必须采取其他控制震动的方法。实际应用中，最广泛、最有效的方法是使用各种减震制品，最常用的是橡胶减震制品。橡胶的特点是既有高弹态又有高黏态，橡胶的弹性是由其卷曲分子构象的变化产生的，橡胶分子间相互作用会妨碍分子链的运动，又表现出黏性特点，以致应力与应变往往处于不平衡状态。橡胶的这种卷曲的长链分子结构及分子间存在的较弱的次级力使得橡胶材料呈现出独特的黏弹性能，因而具有良好的减震、隔音和缓冲性能。目前，橡胶减震制品被广泛地应用于各种机动车辆、飞机、船舰等中。
随着社会经济的发展，国内外汽车的改型换代相当频繁，汽车工业正面临一个迅速变革的时期，发展的特点是在保证驾驶安全性、乘坐舒适性、行驶高速性以及豪华性的前提下，进一步提高汽车的使用寿命。近年来，为提高汽车的安全性、舒适性和操作性，汽车用减震橡胶制品的品种和数量不断增多，如一辆轿车上减震橡胶制品的数量已达50-60件。
对于重型汽车来说，橡胶支座是一个重要的减振部件，它安装在板簧和后桥之间，能够减少路边不平度对车辆的冲击，极大地提高车辆的平顺性。橡胶支座主要有上、下安装板、中间钢板和弹性体等部分组成，振动的吸收和衰减主要靠弹性体的阻尼作用来实现。橡胶支座的使用工况较为恶劣，弹性体部分长期处于交变应力的作用下，极易产生疲劳老化，缩短使用寿命。同时弹性体不断的将机械能转化为热能，引起热量的积累进一步加速了橡胶的破坏。橡胶支座中弹性体的材料一般采用天然橡胶，天然橡胶减振性能极好，其它材料难以替代，是最适合用于制造汽车减振制品的橡胶种类，但天然橡胶的分子内含有极易发生热断裂的双键，长期在高热环境下工作会减少产品的使用寿命。因此，必须通过改进天然橡胶的配方，改善产品的耐热、耐疲劳性能，以提高产品的使用寿命。
发明内容
针对现有汽车用减振橡胶存在的不足，本发明提供了一种减振用橡胶，该产品通过对橡胶以及添加剂的选择，提高了所得橡胶材料的抗疲劳性能和和耐高温性能，提高了橡胶产品的使用寿命。
本发明还提供了该减振用橡胶的应用，具体涉及该减振用橡胶作为汽车橡胶支座的应用。
本发明采用的技术方案如下：
一种减振用橡胶，该橡胶包括以下重量份的组分：天然橡胶 50-75份，顺丁橡胶25-50份，氧化锌 3-5份，硬脂酸 1-2份，石蜡 0.5-1.5份，炭黑N330 25-30份，炭黑N77410-15份，白炭黑 10-20份， 硫黄 1.5-2.5份，促进剂CZ 1.5-2.5份，促进剂DTDM 0.3-3份，促进剂NS 1-2份，硅烷偶联剂Si69 1-3份，海泡石0.5-1份，防老剂4020 1-2.5份，防老剂D2-3份，防老剂H 0.1-1份。
本发明上述减振用橡胶中，采用石蜡、防老剂4020、防老剂D 、防老剂H的组合作为防老化体系，通过它们的搭配，提高了胶料耐热氧、耐臭氧性能。活化剂采用氧化锌、硬脂酸，硫化体系采用硫黄、促进剂CZ、促进剂NS、促进剂DTDM，补强体系采用炭黑N330、炭黑N774、白炭黑，分散体系采用硅烷偶联剂Si-69和海泡石，通过它们的搭配组合，提高了胶料的抗疲劳性能和耐高温性能。
优选的，上述减振用橡胶包括以下重量份的组分：天然橡胶 50份，顺丁橡胶 50份，氧化锌3.5份，硬脂酸 1.5份，石蜡 1份，炭黑N330 28份，炭黑N774 12份， 白炭黑 15份，硫黄 2份，促进剂CZ 2.0份，促进剂DTDM 1.5份，促进剂NS 1.5份，硅烷偶联剂Si69 1.5份，海泡石0.8份，防老剂4020 1.5份，防老剂D 2.5份，防老剂H 0.5份。
进一步的，上述减振用橡胶中，所述氧化锌优选为质量比为1:0.2-0.3的纳米氧化锌和有机锌的混合物。
本发明提供的减振用橡胶，具有很好的弹性、抗疲劳性能和和耐高温性能，具有很好的应用价值。本发明中，还提供了该减振用橡胶作为汽车橡胶支座的应用。
上述应该中，所述减振用橡胶主要作为汽车橡胶支座的弹性体。
上述应用中，所述汽车包括现有各种类型的汽车，尤其包括重型汽车。
本发明采用天然橡胶与顺丁橡胶并用，顺丁橡胶具有很好的柔顺性，它的加入缓解了天然橡胶在耐疲劳性能上面的不足。同时，通过配方中各组分的选择和搭配，进一步提高了橡胶材料的耐热氧老化性能（即耐高温性能）和抗疲劳性能，延长了产品的使用寿命，更能满足工业需求，在汽车领域具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。下述实施例中，所用各组分均为市售产品。
下述实施例中，如无特别说明，各成分用量均为重量份用量。
实施例1
减振用橡胶的配方如下：天然橡胶 50份，顺丁橡胶 50份，氧化锌3.5份，硬脂酸1.5份，石蜡 1份，炭黑N330 28份，炭黑N774 12份， 白炭黑 15份，硫黄 2份，促进剂CZ 2.0份，促进剂DTDM 1.5份，促进剂NS 1.5份，硅烷偶联剂Si69 1.5份，海泡石0.8份，防老剂4020 1.5份，防老剂D 2.5份，防老剂H 0.5份。所述氧化锌为质量比为1:0.25的纳米氧化锌和有机锌的混合物。
该减振用橡胶的制备方法包括以下具体步骤：
1、天然橡胶塑炼：为了提高可塑性，先将天然橡胶采用开炼机低温薄通塑炼，辊距为0.5-1.0mm，前辊40±5℃，后辊45±5℃，过程中用点温计测辊温，控制冷却水流量调节辊温。塑炼后威氏可塑度不小于0.25。
2、破胶：混炼前对塑炼的天然橡胶进行破胶处理，破胶的过程中加入顺丁橡胶。
3、配料：按照橡胶配方所规定的重量称取各组分。
4、混炼：采用密炼机进行混炼，将天然橡胶、顺丁橡胶、氧化锌、硬脂酸、石蜡、防老剂4020 、防老剂D 、防老剂H 、硅烷偶联剂Si69、海泡石一起加入混炼6-8min，随后加入炭黑N330 、炭黑N774 、白炭黑混炼，温度达到130℃排胶。
5、加硫下片：首先将开炼机辊距调整到3-6mm，控制辊温50±5℃，将混炼好的胶料在开炼机上加入硫黄、促进剂CZ、促进剂DTDM 、促进剂NS，然后将辊距调整为0.5-1mm，打三角包3-4个，最后调整辊距至3-6mm，压合下片，冷却。
6、返炼：加硫下片后的胶料需要在开炼机上返炼，并下成条，用于硫化成型。
7、硫化：采用平板硫化机对胶片进行硫化，硫化温度为150℃，硫化压力为25MPa,硫化时间为25min。
实施例2
减振用橡胶的配方如下：天然橡胶 75份，顺丁橡胶 25份，氧化锌3份，硬脂酸 2份，石蜡 0.5份，炭黑N330 30份，炭黑N774 10份，白炭黑 20份， 硫黄 1.5份，促进剂CZ1.5份，促进剂DTDM 3份，促进剂NS 1份，硅烷偶联剂Si69 1份，海泡石0.5份，防老剂40202.5份，防老剂D 2份，防老剂H 1份。所述氧化锌为质量比为1:0.3的纳米氧化锌和有机锌的混合物。
该减振用橡胶的制备方法同实施例1。
实施例3
减振用橡胶的配方如下：天然橡胶 60份，顺丁橡胶 40份，氧化锌5份，硬脂酸 1份，石蜡 1.5份，炭黑N330 25份，炭黑N774 15份，白炭黑 10份，硫黄 2.5份，促进剂CZ 2.5份，促进剂DTDM 0.3份，促进剂NS 2份，硅烷偶联剂Si69 3份，海泡石1份，防老剂4020 1.0份，防老剂D 3份，防老剂H 0.1份。所述氧化锌为质量比为1:0.2的纳米氧化锌和有机锌的混合物。
该减振用橡胶的制备方法同实施例1。
对比例1
减振用橡胶的配方如下：天然橡胶 100，纳米氧化锌3.5份，硬脂酸 1.5份，石蜡 1份，炭黑N220 28份，炭黑N774 12份，硫黄 2份，促进剂CZ 3.0份，促进剂CBBS 2.0份，硅烷偶联剂Si69 1.5份，防老剂4020 1.5份，防老剂4010NA 3份。
制备方法同实施例1。
对比例2
减振用橡胶的配方如下：天然橡胶 50份，顺丁橡胶 50份,氧化锌5份，硬脂酸 0.5份，石蜡1份，炭黑N220 30份，炭黑N774 30份，硫黄 1份，促进剂DTDM 1.2份，促进剂CZ 1.5份，防老剂RD 2份，防老剂4010NA 1.5份，防老剂4020 2份，防焦剂CTP 0.3份。
制备方法同实施例1。
对本发明上述实施例和对比例所得橡胶的一般性能及耐高温性能进行测试，结果如下表1所示：
对本发明上述实施例和对比例所得橡胶的抗疲劳性能进行测试，结果如下表2所示：

Claims (5)

1.一种减振用橡胶，其特征是由以下重量份的组分组成：天然橡胶 50-75份，顺丁橡胶25-50份，氧化锌 3-5份，硬脂酸 1-2份，石蜡 0.5-1.5份，炭黑N330 25-30份，炭黑N77410-15份，白炭黑 10-20份， 硫黄 1.5-2.5份，促进剂CZ 1.5-2.5份，促进剂DTDM 0.3-3份，促进剂NS 1-2份，硅烷偶联剂Si69 1-3份，海泡石0.5-1份，防老剂4020 1-2.5份，防老剂D2-3份，防老剂H 0.1-1份；所述氧化锌为质量比为1:0.2-0.3的纳米氧化锌和有机锌的混合物。
2.根据权利要求1所述的减振用橡胶，其特征是由以下重量份的组分组成：天然橡胶50份，顺丁橡胶 50份，氧化锌3.5份，硬脂酸 1.5份，石蜡 1份，炭黑N330 28份，炭黑N77412份， 白炭黑 15份，硫黄 2份，促进剂CZ 2.0份，促进剂DTDM 1.5份，促进剂NS 1.5份，硅烷偶联剂Si69 1.5份，海泡石0.8份，防老剂4020 1.5份，防老剂D 2.5份，防老剂H 0.5份。
3.权利要求1所述的减振用橡胶作为汽车橡胶支座的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征是：所述减振用橡胶作为汽车橡胶支座的弹性体。
5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征是：所述汽车包括重型汽车。
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