CN107540886B - 一种汽车发动机悬置橡胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车发动机悬置橡胶组合物，包含以下以重量份计的物理防老剂2.5‑3.5份，活性剂7‑10份，增塑剂5‑8份，硫化剂0.6‑1份，白炭黑湿法天然橡胶100份，二芳基仲胺类防老剂1.5‑2.5份，对苯二胺衍生物防老剂2‑3份，补强剂18‑25份，交联剂1.5‑2份，促进剂1.5‑1.8份。本发明提供的一种汽车发动机悬置橡胶组合物，耐高温、耐热性能优异，动态下模量损耗低。老化后胶料物性变化小，强度保持率高，高温压缩永久变形好。生产的发动机悬置刚度低，NVH效果好，高温蠕变及高温疲劳性能优异，在行业处于领先水平，得到了国内外客户的认可。

Description

一种汽车发动机悬置橡胶组合物

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机悬置橡胶组合物，用于制作汽车发动机悬置主簧及悬置组件，属于橡胶技术领域。

背景技术

汽车发动机悬置主要作用是支承发动机总成的质量，在启动、换挡、加速、制动、转向以及不平路面冲击等载荷作用下，避免动力总成产生过大的位移而与其它部件发生干涉。悬置系统作为衔接动力总成和车身的重要部分，不单要支承和稳固发动机，还要隔离发动机产生的振动向车架及驾驶室的传递，降低振动噪声。所以悬置对整车NVH性能起着非常重要的作用，需要具有良好的隔振性能。由于动力总成悬置元件在周期性应力作用下会在橡胶内部产生热积累，橡胶温度的升高将导致悬置隔振性能的改变并缩短悬置使用寿命。同时悬置靠近动力总成，发动机运转过程产生的热量会加快橡胶老化(吉利汽车曾经测试过发动机舱温度最高时达到115℃)。目前悬置常用的天然橡胶耐老化性能偏弱，但因其强度高、弹性好、耐疲劳、与金属粘结性能以及加工性都较好，还是首选的材料。

悬置刚度设计从安全使用方面考虑高一些较好，可以更稳固地支承动力总成，疲劳寿命相对也会好些。而从NVH方面考虑，悬置刚度低一些为好，减振舒适性更佳。但刚度低橡胶硬度相对也低，对橡胶蠕变、强度、以及与金属的粘结性能有不利影响。同时由于刚度较低，在动态使用条件下位移变大，应力集中点橡胶破裂；再加上天然胶耐老化性不好，使用过程中模量损耗大，橡胶蠕变严重。造成发动机抖动、异响或塌陷，减震效果和行驶安全性变差。轻者要重新更换一套悬置，造成橡胶与金属材料资源的浪费，严重的会造成发动机偏移，影响动力总成使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种低硬度、低损耗模量、耐老化、耐高温疲劳、耐高温蠕变的汽车发动机悬置橡胶组合物。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供一种汽车发动机悬置橡胶组合物，包含物理防老剂2.5-3.5份，活性剂7-10份，增塑剂5-8份，硫化剂0.6-1份，其特征在于，还包含以下以重量份计的组分：

优选地，所述白炭黑湿法天然橡胶采用云南SNR15。

优选地，所述二芳基仲胺类防老剂采用辛基化二苯胺OCTAMINE；所述对苯二胺衍生物防老剂采用N-仲辛基-N′-苯基对苯二胺OPPD。

优选地，所述物理防老剂采用ANTIWAX 6268；所述活性剂采用活性氧化锌和硬脂酸；所述增塑剂采用环烷油；所述硫化剂采用硫磺。

优选地，所述补强剂采用卡博特N762炭黑。

优选地，所述交联剂采用SPchem BDH。

优选地，所述促进剂采用秋兰姆类、次磺酰胺类促进剂或两者的混合物。

更优选地，所述秋兰姆类促进剂为四硫化双(1，5-亚戊基)秋兰姆DPTT；所述次磺酰胺类促进剂为N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺NOBS。

本发明选用了白炭黑湿法天然橡胶SNR15，有效提高发动机悬置的高温疲劳。白炭黑撕裂强度高、耐热性好，但由于加工性和分散性差，制约了其在悬置领域里的应用。最新研究出的SNR15橡胶，通过将白炭黑、Si69、天然胶乳按基本份数15比1.5比100制成混合母胶，使白炭黑与橡胶分子充分浸润和偶联，分散更均匀，提高橡胶与白炭黑之间的结合力，形成更多结合橡胶，大大提高了橡胶的撕裂强度和耐热性。防老剂选用后效性防老剂辛基化二苯胺OCTAMINE和N-仲辛基-N′-苯基对苯二胺OPPD并用，防护周期长，极佳的防止降解导致的热氧老化和疲劳开裂。炭黑N762结构低，相对N550等常用炭黑同等用量添加后硬度小；中等强度、高弹性、低生热，有利于改善橡胶蠕变和动态疲劳。新型交联剂SPchem BDH形成的混合交联键，具有多硫键的高强度、优异的动态疲劳、以及与金属良好的粘结性能，同时还具有单硫键的耐热稳定性。适量加入可减少硫磺用量，解决传统CV体系不耐热的现状，有助于稳定胶料的交联网络。所得橡胶组合物高温动态下模量变化小，损耗因子低，蠕变小，高温疲劳寿命进一步提升。促进剂DPTT有效含硫量25％，加热分解能产生游离硫，有利于提高硫化胶耐热和改善动态疲劳。加入后效性促进剂NOBS延缓DPTT硫化速度，延长焦烧时间，保证工艺操作安全性。橡胶疲劳过程应力应变往复不停，交联键发生断裂，消耗的能量转化为热能，橡胶强度和弹性模量下降，在应力集中处出现损坏。SPchem BDH配合的硫化体系形成协同效应，可以在多硫键裂解后快速形成新的交联键，保持橡胶强度和稳定交联网络，大大提高悬置使用寿命。

本发明结合现有材料工艺，经过配方设计与配合验证，达到最佳的协同效应。所得橡胶具有硬度低、高温蠕变小、模量损失少、耐老化、耐高温疲劳的优异特性；同时配方设计简单，材料品种少，不需要特殊的加工工艺，生产过程操作方便。

附图说明

图1为发动机右悬置的结构示意图；

图2为实施例1制得的橡胶组合物DMA试验数据；

图3为对比例制得的常规橡胶组合物DMA试验数据。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1-4中所用的白炭黑湿法天然橡胶SNR15由云南西双版纳圣凯橡胶厂生产；所用辛基化二苯胺OCTAMINE由美国科聚亚公司生产；所用N-仲辛基-N′-苯基对苯二胺OPPD由上海昶誉化工有限公司生产；所用物理防老剂ANTIWAX 6268上海昶誉化工有限公司生产；所用活性氧化锌由上海倍裕实业有限公司生产；所用硬脂酸由临井化学上海有限公司生产；所用762炭黑由上海卡博特炭黑厂生产；所用环烷油由上海金涛润滑油厂生产；所用SPchem BDH由青岛先步橡塑新材料有限公司生产；所用硫磺由上海倍裕实业有限公司生产；所用四硫化双(1，5-亚戊基)秋兰姆DPTT由蔚林化工股份有限公司生产；所用N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺NOBS由蔚林化工股份有限公司生产。

实施例1

一种汽车发动机悬置橡胶组合物，含有如下以重量份计的组分：

表1

实施例2

一种汽车发动机悬置橡胶组合物，含有如下以重量份计的组分：

表2

实施例3

一种汽车发动机悬置橡胶组合物，含有如下以重量份计的组分：

表3

实施例4

一种汽车发动机悬置橡胶组合物，含有如下以重量份计的组分：

表4

对比例

一种橡胶组合物，含有如下以重量份计的组分：

表5

将实施例1～4及对比例的配方采用常规工艺制成橡胶组合物，分别进行测试，按照HG/T 2196-2004BA等级，并提高试验条件，试验数据如表6所示。

表6

DMA试验是分析橡胶应力应变产生的弹性模量损耗，模量丢失的越少，损耗因子越小，橡胶性能保持的越好；从常温30℃开始逐渐升温到100℃，符合悬置高温疲劳过程的温度范围。根据汽车行驶悬置使用温度来看，一般长期在60℃左右，所以损耗因子主要看60℃的值。实施例1、对比例的DMA数据分别如图2、3所示。DMA试验过程会扫描多个点数据，抓取的30、60和100等温度位置会有细微偏差，不影响试验结果。

将实施例1-4橡胶组合物、对比例制得的橡胶组合物分别制成汽车发动机右悬置(如图1所示，即外管3内设有橡胶2，橡胶2顶部设有内芯1)，分别进行高温蠕变和高温疲劳试验。试验数据如表6所示。

表7

由表6、7可见，本发明提供的一种汽车发动机悬置橡胶组合物相比常规悬置橡胶组合物，胶料的撕裂强度大大提高，拉伸强度也有一定幅度提升；高温动态下模量损失少，损耗因子小；耐热性、高温压缩永久变形好，老化后硬度、拉伸强度、断裂伸长率变化都较小。生产的发动机悬置高温蠕变橡胶变形小，疲劳性能优异，高温疲劳50万次无损坏，相比常规配方疲劳寿命提高一倍以上。

Claims (6)

1.一种汽车发动机悬置橡胶组合物，包含物理防老剂2.5-3.5份，活性剂7-10份，增塑剂5-8份，硫化剂0.6-1份，其特征在于，还包含以下以重量份计的组分：

所述白炭黑湿法天然橡胶采用云南SNR15，其通过白炭黑、Si69、天然胶乳按质量份数15：1.5：100制成；

所述补强剂采用卡博特N762炭黑。

2.如权利要求1所述的汽车发动机悬置橡胶组合物，其特征在于，所述二芳基仲胺类防老剂采用辛基化二苯胺OCTAMINE；所述对苯二胺衍生物防老剂采用N-仲辛基-N′-苯基对苯二胺OPPD。

3.如权利要求1所述的汽车发动机悬置橡胶组合物，其特征在于，所述物理防老剂采用ANTIWAX 6268；所述活性剂采用活性氧化锌和硬脂酸；所述增塑剂采用环烷油；所述硫化剂采用硫磺。

4.如权利要求1所述的汽车发动机悬置橡胶组合物，其特征在于，所述交联剂采用SPchem BDH。

5.如权利要求1所述的汽车发动机悬置橡胶组合物，其特征在于，所述促进剂采用秋兰姆类促进剂、次磺酰胺类促进剂或两者的混合物。

6.如权利要求5所述的汽车发动机悬置橡胶组合物，其特征在于，所述秋兰姆类促进剂为四硫化双(1，5-亚戊基)秋兰姆DPTT；所述次磺酰胺类促进剂为N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺NOBS。

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