CN108727648A - 一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然橡胶‑丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。该天然橡胶‑丁苯橡胶组合物材料包括如下重量份的组分：86～94份天然橡胶、6～14份丁苯橡胶、4～10份活化剂A、0.5～2份活化剂B、3～6份防老剂、2～4.7份防护蜡、1～3份增粘剂、1～2份聚乙二醇、1～2份1.8～2.5份硅烷偶联剂、1～3份酰胺类润滑剂、30～45份炭黑、8～15份白炭黑、1.8～2.5份硫化剂、0.1～0.4份促进剂A和1.2～2.5份促进剂B。本发明得到的扭力梁衬套抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异，疲劳生热较平缓且易于散热，在极限工况下疲劳耐久寿命长；本发明的制备方法步骤简单、操作方便，适于工业化生产。

Description

一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用

技术领域

本发明具体涉及一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。

背景技术

扭力梁式后悬架结构简单、质量小、易安装和拆装、占空间小，广泛用于前轮驱动的中小车型。后桥扭力梁用衬套(以下简称为“扭力梁衬套”)与车身相连，以衰减车轮扭转力、侧向力激励产生的振动传递。扭力梁衬套一般由内管骨架、外管骨架及内外骨架间的阻尼橡胶通过专用胶粘剂热硫化粘接而成。汽车行驶过程的加速、减速、转弯、颠簸等工况，会给扭力梁衬套施加极大的冲撞力、扭转力和摆转力，在这种情况下，扭力梁衬套起到万向铰链作用，然而，扭力梁衬套容易在汽车行驶过程中被撕裂、甚至断裂，可见扭力梁衬套远比多连杆后悬架衬套的工况苛刻。

为了最优兼顾操纵稳定性和乘坐舒适性，一般设计主载荷方向，即直径空心方向静刚度较低(一般刚度线性段不超过1000N/mm)。但台架疲劳试验极限激励载荷非常大。一般台架疲劳试验直径空心方向加载极限载荷达到10KN以上，甚至12KN，扭转角度达到±14°，摆转角度达到±5°。若扭力梁衬套结构中的阻尼橡胶承受撞击力、撕裂力非常大，则疲劳耐久试验过程生热显著，极容易引起高分子链段断开而疲劳失效，导致疲劳耐久寿命偏短。(针对“直径空心方向”、“扭转”和“摆转”做如下说明：一般在阻尼橡胶位置，内管两侧某一直径方向对称设计2个孔，以减小该向刚度值，该方向俗称“直径空心方向”，其垂向俗称“直径实心方向”，骨架管两端中心线方向俗称“轴向”，绕轴向运动方向俗称“扭转方向”，绕直径实心方向俗称“摆转方向”。)

现阶段，扭力梁衬套阻尼橡胶通常采用天然橡胶组合材料、或者天然橡胶与顺丁橡胶共混改性组合材料，这主要是应用天然橡胶优异的力学性能、应用顺丁橡胶的柔顺分子结构赋予组合材料的优异耐曲绕疲劳及疲劳生热相对较少的特性。采用高耐磨炭黑补强赋予组合物材料优异的力学特性，或高耐磨炭黑与半补强炭黑组合补强赋予组合物材料优异的力学特性且疲劳运动生热较少。目前研究人员通过优化扭力梁衬套结构造型以减缓拉、压变形过程产生应力的集中，增加橡胶厚度(增大热容)以减弱大载荷时橡胶内部激剧生热等措施，在一定程度上提高了扭力梁衬套的耐久寿命。但总体而言，这些常规采用的阻尼橡胶材料制作的扭力梁衬套的耐久寿命，特别是极限工况下的疲劳耐久寿命仍偏短。疲劳失效模式表现为撞击疲劳生热降解(橡胶变粘)、撕裂疲劳引起的裂口甚至断裂。

因此，研发一种抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异、疲劳生热较平缓且易于散热、在极限工况下疲劳耐久寿命长的用于扭力梁衬套的橡胶组合物材料，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实际所要解决的技术问题是为了克服现有技术中扭力梁式后悬架中用于扭力梁衬套的橡胶组合物材料的抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能较差、大载荷时橡胶内部激剧生热进而引起橡胶分子链断裂失效、以及在极限工况下疲劳耐久寿命短的缺陷，提供了一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。本发明的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料能够使包含其的扭力梁衬套具有抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异，疲劳生热较平缓且易于散热，在极限工况下疲劳耐久寿命长的特性，同时，本发明的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料制备方法步骤简单、操作方便，适于工业化生产。

本发明通过优化减震橡胶配方和工艺来提升扭力梁衬套的耐久寿命。本发明的发明人通过大量试验研究发现，选用中超耐磨炭黑能够提供更好的补强效果，同时配合活化剂氧化锌和/或氧化镁，使补强作用和疲劳生热达到最佳的平衡状态，再结合酰胺类润滑剂、白炭黑、丁苯橡胶等，使制得的橡胶材料具有优异的抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能，进而具有较长的耐久寿命，可以用于扭力梁衬套。进一步发现，当中超耐磨炭黑的用量超过45重量份时，会导致橡胶材料在疲劳试验过程中大量产热且不易散热，最终导致橡胶材料的抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能较差，进而缩短了扭力梁衬套的使用寿命；而当中超耐磨炭黑的用量低于30重量份时，补强效果不足，得到的橡胶材料难以满足作为扭力梁衬套阻尼橡胶的强度要求，更加无法保障材料的使用寿命。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其原料组合物包括如下重量份数的各组分：86～94份天然橡胶、6～14份丁苯橡胶、4～10份活化剂A、0.5～2份活化剂B、3～6份防老剂、2～4.7份防护蜡、1～3份增粘剂、1～2份聚乙二醇、1～2份1.8～2.5份硅烷偶联剂、1～3份酰胺类润滑剂、30～45份炭黑、8～15份白炭黑、1.8～2.5份硫化剂、0.1～0.4份促进剂A和1.2～2.5份促进剂B；

其中，所述天然橡胶和所述丁苯橡胶的总用量为100份；所述活化剂A包括氧化锌；所述活化剂B为硬脂酸；所述炭黑为中超耐磨炭黑；所述促进剂A为2,2’-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)；所述促进剂B为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ(CBS))和/或N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂NS(TBBS))。

本发明中，所述天然橡胶的用量较佳地为88～92份，更佳地为90份。

本发明中，所述丁苯橡胶的用量较佳地为8～12份，更佳地为10份。

本发明中，所述氧化锌的用量较佳地为5～8份，更佳地为6～7份。

本发明中，所述活化剂B的用量较佳地为1～1.5份，更佳地为1.2份。

本发明中，所述防老剂的用量较佳地为4～5份，更佳地为4.5份。

本发明中，所述防护蜡的用量较佳地为3.5～4.5份，更佳地为4份。

本发明中，所述增粘剂的用量较佳地为1.5～2份。

本发明中，所述聚乙二醇的用量较佳地为1.5份。

本发明中，所述硅烷偶联剂的用量较佳地为1.5份。

本发明中，所述酰胺类润滑剂的用量较佳地为1.5～2.5份，更佳地为2份。

本发明中，所述炭黑的用量较佳地为35～42份，更佳地为40份。

本发明中，所述白炭黑的用量较佳地为10～12份。

本发明中，所述硫化剂的用量较佳地为2～2.3份。

本发明中，所述促进剂A的用量较佳地为0.2～0.3份。

本发明中，所述促进剂B的用量较佳地为1.5～2.0份。

本发明中，所述天然橡胶可为本领域常规使用的天然橡胶，较佳地为国标5号天然橡胶和/或泰国三号烟片胶。在本发明某一实施方式中，采用的所述国标5号天然橡胶为中化国际云南工厂所生产的型号为SCR5的国标5号天然橡胶。在本发明另一实施方式中，采用的泰国三号烟片胶为泰国同泰橡胶厂生产的型号为RSS3的泰国三号烟片胶。

本发明中，所述丁苯橡胶可为本领域常规使用的丁苯橡胶，在本发明某一实施方式中，所述丁苯橡胶为中石化山东齐鲁石化工厂生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶。

本发明中，所述氧化锌可为橡胶加工领域常规使用的间接法氧化锌。在本发明某一实施方式中，采用的是安徽省含山县锦华氧化锌厂生产的氧化锌(I型)优级品，其一般具有99.7％(w/w)的纯度。根据本领域常识，所述间接法氧化锌的原材料是经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣。所述氧化锌的用量较佳地为4～8份，更佳地为5～7份，进一步更佳地为6份。

本发明中，较佳地，所述活化剂A还包括氧化镁。

其中，所述氧化镁可为橡胶加工领域常规使用的工业氧化镁，所述氧化镁较佳地为符合HG/T 2573标准的优等品。在本发明某一实施方式中，采用的是无锡市泽辉化工集团市售产品高纯氧化镁ZH-V3。所述氧化镁的用量较佳地为2～4份，更佳地为3份。

其中，当所述活化剂A为所述氧化锌和所述氧化镁的混合物时，所述氧化锌和所述氧化镁的份数比较佳地为(4～8)：(2～4)；所述活化剂A的用量较佳地为8～10份，更佳地为9份。

本发明中，所述硬脂酸可为橡胶加工领域常规使用的正十八烷酸，较佳地为型号为1801的200型硬脂酸(200型是指质量规格为一级品)。在本发明某一实施方式中，采用的是石家庄泰鑫化工有限公司市售的型号为1801的200型硬脂酸。所述硬脂酸的用量较佳地为0.5～2.0份，更佳地为1.0～1.5，进一步更佳地为1.2份。

本发明中，所述防老剂可为橡胶领域常规使用的防老剂，所述防老剂为防老剂4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)、防老剂RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物)和防老剂BLE-W中的一种或多种。在本发明的一实施例中，所述防老剂4010NA、防老剂RD、防老剂BLE-W为南化集团研究院的市售产品。其中，当所述防老剂包含防老剂4010NA时，所述防老剂4010NA的用量较佳地为1～2份，更佳地为1.5份；当所述防老剂包含防老剂RD时，所述防老剂RD的用量较佳地为0.5～1.5份，更佳地为1份；当所述防老剂包含防老剂BLE-W时，所述防老剂BLE-W的用量较佳地为1～2份，更佳地为1.5份；所述份数为重量份。

本发明中，较佳地，当所述防老剂为防老剂4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)、防老剂RD和防老剂BLE-W的混合物时，所述防老剂4010NA、所述防老剂RD和所述防老剂BLE-W的份数比较佳地为(1～2)：(0.5～1.5)：(1～2)。

本发明中，所述防护蜡可为本领域常规使用的防护蜡，例如所述防护蜡较佳地为微晶蜡和/或石蜡。在本发明某一实施方式中，采用的所述微晶蜡为法国百瑞美公司生产的型号为OK1900的微晶蜡。在本发明某一实施方式中，采用的所述石蜡为中石油昆仑牌58号半精炼石蜡。其中，当所述防护蜡包含微晶蜡时，所述微晶蜡的用量较佳地为1.5～3.5份，更佳地2～3份，进一步更佳地为3.2份；当所述防护蜡包含石蜡时，所述石蜡的用量较佳地为1～2份，更佳地为1.5份。

本发明中，较佳地，当所述防护蜡为微晶蜡和石蜡的混合物时，其中，所述微晶蜡和所述石蜡的份数比较佳地为(1.5～3.5)：(1～2)。

本发明中，所述增粘剂可为本领域常规使用的增粘剂，例如古马隆树脂。在本发明某一实施方式中，采用的所述增粘剂古马隆树脂为濮阳市伊科斯石化有限公司市售古马隆树脂。

本发明中，所述聚乙二醇可为本领域常规使用的聚乙二醇，例如聚乙二醇4000(简称PEG4000)。在本发明某一实施方式中，采用的所述聚乙二醇为沈阳瑞普兴精细化工有限公司市售牌号为PEG4000的聚乙二醇4000。

本发明中，所述硅烷偶联剂可为本领域常规的硅烷偶联剂，较佳地为双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物。所述双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物较佳地为德国德固赛公司(Degussa)的牌号为Si-69的双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物。

本发明中，所述酰胺类润滑剂为本领域常规使用的酰胺类润滑剂。在本发明某一实施方式中，采用的酰胺类润滑剂为德国Struktol公司的市售牌号为STRUCTOL TR121的酰胺类润滑剂(简称“TR121”)。

本发明中，本领域技术人员知晓“中超耐磨炭黑”所代表的技术含义，例如所述中超耐磨炭黑的粒径在20～25nm范围内；所述炭黑较佳地为炭黑N220。在本发明某一实施方式中，采用德国德固赛公司(Degussa)青岛工厂所生产的牌号为N220的炭黑。

本发明中，所述白炭黑为本领域常规使用的白炭黑，例如沉淀白炭黑。在本发明某一实施方式中，采用的所述为德国德固赛公司(Degussa)市售牌号为VN3的沉淀白炭黑。

本发明中，较佳地，所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料的原料组合物还包括增塑剂。

其中，所述增塑剂的用量可为常规，例如所述增塑剂的用量较佳地不大于8份，更佳地为3～7份，进一步更佳地为5份。

其中，所述增塑剂可为本领域常规使用的增塑剂，所述增塑剂较佳地为环烷基橡胶油和/或石蜡基橡胶油。在本发明某一实施方式中，采用的所述环烷基橡胶油为中石油克拉玛依环烷基橡胶油KN4006的环烷基橡胶油。在本发明某一实施方式中，采用的所述石蜡基橡胶油为中石油市售克拉玛依500#石蜡基橡胶油。

本发明中，所述硫化剂为本领域常规使用的硫化剂，例如所述硫化剂可为橡胶用硫磺，较佳地为橡胶用不溶性硫磺。在本发明某一实施方式中，采用的所述硫化剂为泰安固特瑞精细化工有限公司生产的型号为IS-60的硫化剂。

本发明中，较佳地，所述促进剂A为为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的2,2’-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)。

本发明中，较佳地，所述促进剂CZ为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(英文简称“CZ(CBS)”)，所述促进剂NS为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(英文简称“NS(TBBS)”)。所述促进剂CZ的用量较佳地为1.5～2.0份。所述促进剂NS的用量较佳地为1.5～2.5份，更佳的为2.0份。

本发明中，较佳地，所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料的原料组合物还包括防焦剂。

其中，所述防焦剂的用量可为常规，例如所述防焦剂的用量较佳地不大于0.3份，更佳地为0.1～0.2份。

其中，所述防焦剂可为本领域常规使用的防焦剂，例如防焦剂CTP(防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺)。在本发明某一实施方式中，采用河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺(英文简称“CTP(PVI)”)。

本发明还提供了一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料的制备方法，其包括下述步骤：

(1)将所述天然橡胶和所述丁苯橡胶混炼，得混合物A；

(2)将所述混合物A、所述活化剂A、所述活化剂B、所述防老剂、所述防护蜡、所述增粘剂、所述聚乙二醇、所述硅烷偶联剂和所述酰胺类润滑剂混炼，得混合物B；

(3)将所述混合物B、所述炭黑和所述白炭黑混炼后，排胶、出片，得橡胶预混胶；

(4)将所述橡胶预混胶静置，之后进行塑炼，然后与所述硫化剂、所述促进剂A和所述促进剂B混炼、排胶、出片、冷却至室温；

其中，当所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料包括增塑剂时，所述增塑剂在步骤(3)的所述混炼时加入；

当所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料包括防焦剂时，所述防焦剂在步骤(4)的所述混炼时加入。

步骤(1)中，一般地，在进行所述混炼前，对所述天然橡胶进行预先塑炼；所述预先塑炼的时间较佳地为120s～180s，更佳地为135s～170s，进一步更佳地为160s。所述预先塑炼的温度较佳地为15℃～100℃。一般地，当室温低于15℃时，天然橡胶在进行所述预先塑炼前可进行预烘烤，所述预烘烤的温度较佳地为50～60℃，所述预烘烤的时间较佳地为24～48小时。一般地，所述天然橡胶在进行所述预先塑炼后4～12小时内使用，更佳地为6小时，以免影响天然橡胶品质。一般地，在所述预先塑炼之后进行出片，所述预先塑炼后的所述出片较佳地在开炼机中进行，所述开炼机的轮距较佳地为2～5mm，更佳地为3mm。

步骤(1)中，所述混炼的操作和条件可为本领域常规，例如，所述混炼的时间较佳地为50s～80s，更佳地为60s～75s，进一步更佳地为65s；所述混炼的温度较佳地为15℃～80℃；所述混炼较佳地在密炼机中进行。

步骤(2)中，所述混炼的操作和条件可为本领域常规，例如，所述混炼的时间较佳地为20s～40s，更佳地为28s～35s，进一步更佳地为30s；所述混炼的温度为较佳地15℃～80℃；所述混炼较佳地在密炼机中进行。

步骤(3)中，所述混炼的操作和条件可为本领域常规，例如，所述混炼的时间较佳地为120s～180s，更佳地为150s～165s，进一步更佳地为160s；所述混炼的温度较佳地为50℃～145℃，更佳地为135℃～145℃，进一步更佳地为140℃；所述混炼较佳地在密炼机中进行。

步骤(3)中，一般地，所述混炼以进行到满足排胶条件时结束，本领域技术人员知晓，是否满足排胶条件可通过监控混炼的温度或混炼的时间进行考察，以避免橡胶过炼导致分子量过低或焦烧现象，进而影响到橡胶综合性能。较佳地，所述混炼的温度达到135℃～145℃，可结束所述混炼，进行所述排胶，更佳地为140℃；或者，较佳地，所述混炼的时间为120s～180s，可结束所述混炼，进行所述排胶，更佳地为150s；又或者，以所述混炼的温度和所述混炼的时间先达到上述标准者为准。

步骤(3)中，较佳地，所述混炼的温度达135℃～145℃时所述混炼结束，更佳地为140℃。本领域技术人员知晓，所述混炼的温度可为密炼室的温度。

步骤(3)中，较佳地，所述排胶的温度为135℃～145℃，更佳地为138℃～143℃，进一步更佳地为141℃；所述排胶较佳地在密炼机中进行。

步骤(3)中，所述出片的操作和条件可为本领域常规，所述出片较佳地在开炼机中进行，所述开炼机轮距较佳地为2～5mm，更佳地为3mm。

步骤(4)中，本领域技术人员知晓，所述静置的目的是为了保证胶料更好的静态分散。所述静置可在室温条件下进行；所述静置的时间较佳地为12～48小时，更佳地为22～36小时，进一步更佳地为24小时。

步骤(4)中，所述塑炼的操作和条件可为本领域常规，所述塑炼的时间较佳地为60s～80s，更佳地为65s～75s，进一步更佳地为70s；较佳地，所述塑炼在密炼机中进行。

步骤(4)中，所述混炼的操作和条件可为本领域常规，例如，所述混炼的时间较佳地为90s～150s，更佳地为105s～120s，进一步更佳地为110s；所述混炼的温度较佳地为70℃～100℃，更佳地为80℃～100℃，进一步更佳地为90℃～95℃；所述混炼较佳地在密炼机中进行。

步骤(4)中，一般地，所述混炼以进行到满足排胶条件时结束，本领域技术人员知晓，是否满足排胶条件可通过监控混炼的温度或混炼的时间进行考察，以避免橡胶过炼导致分子量过低或焦烧现象，进而影响到橡胶综合性能。较佳地，所述混炼的温度达到80℃～100℃，可结束所述混炼，进行所述排胶，更佳地为95℃；或者，较佳地，所述混炼的时间为90s～150s，可结束所述混炼，进行所述排胶，更佳地为120s；又或者，以所述混炼的温度和所述混炼的时间先达到上述标准者为准。

步骤(4)中，较佳地，所述混炼的温度达95℃时所述混炼结束。本领域技术人员知晓，所述混炼的温度可为密炼室的温度。

步骤(4)中，较佳地，所述排胶的温度为70℃～100℃，更佳地为75℃～99℃，进一步更佳地为82℃；所述排胶较佳地在密炼机中进行。

步骤(4)中，所述出片的操作和条件可为本领域常规，所述出片较佳地在开炼机中进行，所述开炼机的轮距较佳地为2～5mm，更佳地为3mm。

步骤(4)中，一般地，所述出片时产品接触隔离剂水溶液，以防止胶片或半成品表面的相互粘结。所述隔离剂为本领域常规使用的隔离剂，例如，硬脂酸锌或硬脂酸镁的水溶液。所述隔离剂水溶液的温度可为本领域常规，较佳地为40℃以下。

步骤(4)中，若不进行“冷却至室温”的操作，会有焦烧的风险。所述室温为本领域常规，一般环境温度为10～35℃。

本发明还提供了一种所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料在制备汽车扭力梁衬套阻尼材料中的应用。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明制得的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料扯断强度、断裂伸长率、撕裂强度等力学性能优异，提升了硫化橡胶的耐撞击疲劳、耐撕裂疲劳特性，从而提升了疲劳耐久寿命。

2、本发明制得的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料增加了硫化橡胶的热容，减缓了疲劳急剧生热，从而提升了耐久寿命。

3、本发明制得的天然橡胶-丁苯橡胶组合为材料提升了疲劳散热，减缓了撞击疲劳生热对硫化橡胶微观结构的破坏，从而提升了疲劳耐久寿命。

4、本发明制得的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料表面具有自润滑特性，可以减缓疲劳撞击时橡胶表面磨损，从而提升了疲劳耐久寿命。

5、本发明制得的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料达到了某汽车厂的某型汽车扭力梁衬套台架耐久试验指标要求，并通过了车厂实际装车路试。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

本发明实施例、对比例中所用原料来源如下：

天然橡胶：中化国际云南工厂所生产的型号为SCR5的国标5号天然橡胶；泰国同泰橡胶厂生产的型号为RSS3的泰国三号烟片胶。

丁苯橡胶：中石化山东齐鲁石化工厂生产的牌号为SBR1502的丁苯橡胶。

活化剂A：氧化锌为安徽省含山县锦华氧化锌厂生产的氧化锌(I型)优级品，其一般具有99.7％(w/w)的纯度；氧化镁为无锡市泽辉化工集团市售产品高纯氧化镁ZH-V3。

活化剂B：硬脂酸为石家庄泰鑫化工有限公司市售的型号为1801的200型硬脂酸。

防老剂：防老剂4010NA为南化集团研究院的市售产品4010NA；防老剂RD为南化集团研究院的市售产品防老剂RD；防老剂BLE-W为南化集团研究院的市售产品防老剂BLE-W；

防护蜡：微晶蜡为法国百瑞美公司生产的型号为OK1900的微晶蜡；石蜡为中石油昆仑牌58号半精炼石蜡。

增粘剂：濮阳市伊科斯石化有限公司市售古马隆树脂。

炭黑：炭黑N220为德国德固赛公司(Degussa)青岛工厂所生产的牌号为N220的炭黑。炭黑N330为德国德固赛公司(Degussa)青岛工厂所生产的牌号为N330的炭黑，炭黑N774为德国德固赛公司(Degussa)青岛工厂所生产的牌号为N774的炭黑。

白炭黑：德国德固赛公司(Degussa)市售牌号为VN3的沉淀白炭黑。

增塑剂：环烷基橡胶油为中石油克拉玛依环烷基橡胶油KN4006的环烷基橡胶油；石蜡基橡胶油为中石油市售克拉玛依500#石蜡基橡胶油。

硫化剂：泰安固特瑞精细化工有限公司生产的型号为IS-60的硫化剂。

促进剂A：河南鹤壁联昊化工有限公司生产的2、2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)。

促进剂B：促进剂CZ为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-环己基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(英文简称“CZ(CBS)”)；促进剂NS为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(英文简称“NS(TBBS)”)。

防焦剂：防焦剂CTP为河南鹤壁联昊化工有限公司生产的N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺(英文简称“CTP(PVI)”)。

聚乙二醇：沈阳瑞普兴精细化工有限公司市售牌号为PEG4000的聚乙二醇4000。

硅烷偶联剂：德国德固赛公司(Degussa)的牌号为Si-69的双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物。

酰胺类润滑剂：德国Struktol公司的市售牌号为STRUCTOL TR121的酰胺类润滑剂(后文简称“TR121”)。

实施例1～5、对比例1和对比例2

其中，对比例2中的BR9000为中国石油化工集团公司四川工厂生产的型号为BR9000的顺丁橡胶。

表1

表1中“-”表示用量为“0”。

实施例1～5的各原料组分的用量均如表1所示。

实施例1～5，将表1中各实施例的原料组分按照下述制备步骤，即得各实施例的产品(具体各步骤的参数如表2所示)：

(1)将天然橡胶用密炼机预先塑炼，用开炼机出片，片厚3mm，在4-12小时内使用；将天然橡胶和丁苯橡胶用密炼机混炼，得混合物A；

(2)继续向密炼机投入活化剂氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂、防护蜡、增粘剂、酰胺类润滑剂、聚乙二醇、硅烷偶联剂混炼，得混合物B；

(3)继续向密炼机投入炭黑N220、沉淀白炭黑、增塑剂混炼，之后进行排胶、出片，得橡胶预混胶；

(4)将橡胶预混胶静置，之后将静置后的橡胶预混胶投入密炼机塑炼，然后继续向密炼机投入硫化剂、促进剂A、促进剂B、防焦剂混合物，混炼、排胶、出片、冷却至室温。

表2

步骤	制备条件	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
							(1)	预先塑炼时间s	120	135	160	170	180
(1)	混炼时间s	50	65	80	75	60
							(2)	混炼时间s	20	40	30	35	28
(3)	混炼时间s	120	150	160	165	180
							(3)	排胶温度℃	135	138	141	143	145
(4)	静置时间h	36	22	12	24	48
							(4)	塑炼时间s	60	65	70	75	80
(4)	混炼时间s	150	120	110	105	90
							(4)	排胶温度℃	99	100	82	75	70

将表1中各实施例的原料按照上述制备步骤进行制备，即得各实施例的产品。

本领域技术人员知晓，密炼机混炼过程橡胶被转子挤压、剪切，受迫流动或变形，而进入炭黑结构空隙、分割炭黑、包围炭黑，形成炭黑-橡胶团块；炭黑-橡胶团块继续被拉伸、剪切而细小化；炭黑附聚体进一步被破裂、分散、均匀化，而得到均匀、分散良好的混炼胶。一般地，连续混炼的过程，橡胶组合物的温度是不断攀升的。实际上，本领域一般采用混炼温度、或混炼时间达到某个设定值作为某一个阶段的结束或开始。所以，在混炼过程阶段小分段，混炼温度是一个变量，未能作为过程参数列入表2。

对比例1和2，采用本领域常规的二段法混炼。具体如下：第一次混炼出预混胶，预混胶为不含硫化促进剂的胶料；第二次在预混胶的基础上加入硫化促进剂混炼得到橡胶混合物。

效果实施例

将实施例1～5、对比例1和对比例2中的橡胶材料产品进行材料测试，试验结果如下表3所示：

表3

备注：依据本领域常规方法(ASTM D3182、ASTM D3183)制作硫化试片、试扣测试所得表3数据，硫化条件为155℃*10MPa*8min(硫化三要素：温度、时间、压力)；硬度测试(shore A)执行标准ASTM D2240；拉伸强度、扯断伸长率执行标准ASTM D412。

从表3可知，实施例1～5和对比例1～2，都满足车厂材料指标要求。

将实施例1～5、对比例1～2所得材料通过本领域常规注射硫化工艺制作汽车扭力梁衬套，硫化条件为155℃*10MPa*10min(硫化三要素：温度、时间、压力)。将所得产品分别进行动、静刚度实验，结果如表4所示：

表4

备注：静刚度测试，采用MTS静刚度测试设备。预循环3次，第四次记录应力应变值，绘制其曲线，取静刚度值。动刚度测试，采用MTS动刚度测试设备。

从表4可知实施例1～5和对比例1～2动静刚度都满足车厂指标要求。

将实施例1～5、对比例1～2所得材料通过本领域常规注射硫化工艺制作汽扭力梁衬套，硫化条件为155℃*10MPa*10min(硫化三要素：温度、时间、压力)。将所得产品分别进行台架耐久试验，结果如表5所示：

表5

从表5可知实施例1～5实验室台架耐久满足车厂指标要求，对比例1～2实验室台架耐久不满足车厂指标要求。

将实施例1～5、对比例1～2所得材料通过本领域常规注射硫化工艺制作汽车扭力梁衬套，硫化条件为155℃*10MPa*10min(硫化三要素：温度、时间、压力)。将所得产品分别进行路试，结果如表6所示：

表6

从表6可知实施例1～5普通路面路试、强化路面路试满足车厂指标要求。对比例1实验室台架耐久试验不合格，但车厂仍然尝试性安排了路试，路试不合格。对比例2因为实验室台架耐久试验不合格且离指标差别太远，车厂没安排路试。

综上，对比例1～2，虽然其橡胶材料性能、衬套动静刚度满足车厂指标要求，但其于实验室台架耐久试验却不合格，其中对比例2更是达不到车厂指标一半。对比例1路试也不满足指标要求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其特征在于，其原料组合物包括如下重量份数的各组分：86～94份天然橡胶、6～14份丁苯橡胶、4～10份活化剂A、0.5～2份活化剂B、3～6份防老剂、2～4.7份防护蜡、1～3份增粘剂、1～2份聚乙二醇、1～2份1.8～2.5份硅烷偶联剂、1～3份酰胺类润滑剂、30～45份炭黑、8～15份白炭黑、1.8～2.5份硫化剂、0.1～0.4份促进剂A和1.2～2.5份促进剂B；

其中，所述天然橡胶和所述丁苯橡胶的总用量为100份；所述活化剂A包括氧化锌；所述活化剂B为硬脂酸；所述炭黑为中超耐磨炭黑；所述促进剂A为2,2’-二硫代二苯并噻唑；所述促进剂B为N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和/或N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。

2.如权利要求1所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其特征在于，所述天然橡胶的用量为88～92份，较佳地为90份；

所述丁苯橡胶的用量为8～12份，较佳地为10份；

所述氧化锌的用量为4～8份，较佳地为5～7份，更佳地为6份；

所述活化剂B的用量为1～1.5份，较佳地更为1.2份；

所述防老剂的用量为4～5份，较佳地为4.5份；

所述防护蜡的用量为3.5～4.5份，较佳地为4份；

所述增粘剂的用量为1.5～2份；

所述聚乙二醇的用量为1.5份；

所述硅烷偶联剂的用量为1.5份；

所述酰胺类润滑剂的用量为1.5～2.5份，较佳地为2份；

所述炭黑的用量为35～42份，较佳地为40份；

所述白炭黑的用量为10～12份；

所述硫化剂的用量为2～2.3份；

所述促进剂A的用量为0.2～0.3份；

和/或，所述促进剂B的用量为1.5～2.0份。

3.如权利要求1或2所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其特征在于，所述天然橡胶为国标5号天然橡胶和/或泰国三号烟片胶；

所述活化剂A还包括氧化镁；

所述硬脂酸为正十八烷酸；

所述防老剂为防老剂4010NA、防老剂RD和防老剂BLE-W中的一种或多种；

所述防护蜡为微晶蜡和/或石蜡；

所述增粘剂为古马隆树脂；

所述聚乙二醇为聚乙二醇4000；

所述硅烷偶联剂为双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物；

所述白炭黑为沉淀白炭黑；

所述原料组合物还包括增塑剂；

所述硫化剂为硫磺；

和/或，所述原料组合物还包括防焦剂。

4.如权利要求3所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其特征在于，所述炭黑为炭黑N220；

所述增塑剂为环烷基橡胶油和/或石蜡基橡胶油；

和/或，所述防焦剂为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。

5.如权利要求3所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料，其特征在于，所述氧化镁的用量为2～4份，较佳地为3份；

当所述活化剂A为所述氧化锌和所述氧化镁的混合物时，所述活化剂A的用量为8～10份，较佳地为9份；

当所述防老剂包含防老剂4010NA时，所述防老剂4010NA的用量为1～2份，较佳地为1.5份；

当所述防老剂包含防老剂RD时，所述防老剂RD的用量为0.5～1.5份，较佳地为1份；

当所述防老剂包含防老剂BLE-W时，所述防老剂BLE-W的用量为1～2份，较佳地为1.5份；

当所述防护蜡包含微晶蜡时，所述微晶蜡的用量为1.5～3.5份，较佳地2～3份，更佳地为3.2份；

当所述防护蜡包含石蜡时，所述石蜡的用量为1～2份，较佳地为1.5份；

所述增塑剂的用量不大于8份，较佳地为3～7份，更佳地为5份；

和/或，所述防焦剂的用量不大于0.3份，较佳地为0.1～0.2份。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：

(1)将所述天然橡胶和所述丁苯橡胶混炼，得混合物A；

(2)将所述混合物A、所述活化剂A、所述活化剂B、所述防老剂、所述防护蜡、所述增粘剂、所述聚乙二醇、所述硅烷偶联剂和所述酰胺类润滑剂混炼，得混合物B；

(3)将所述混合物B、所述炭黑和所述白炭黑混炼后，排胶、出片，得橡胶预混胶；

(4)将所述橡胶预混胶静置，之后进行塑炼，然后与所述硫化剂、所述促进剂A和所述促进剂B混炼、排胶、出片、冷却至室温；

其中，当所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料包括增塑剂时，所述增塑剂在步骤(3)的所述混炼时加入；

当所述天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料包括防焦剂时，所述防焦剂在步骤(4)的所述混炼时加入。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在进行所述混炼前，对所述天然橡胶进行预先塑炼，之后进行出片；

步骤(1)中，所述混炼的时间为50s～80s，较佳地为60s～75s，更佳地为65s；

步骤(1)中，所述混炼的温度为15℃～80℃；

步骤(1)中，所述混炼在密炼机中进行；

步骤(2)中，所述混炼的时间为20s～40s，较佳地为28s～35s，更佳地为30s；

步骤(2)中，所述混炼的温度为15℃～80℃；

步骤(2)中，所述混炼在密炼机中进行；

步骤(3)中，所述混炼的时间为120s～180s，较佳地为150s～165s，更佳地为160s；

步骤(3)中，所述混炼的温度为50℃～145℃，较佳地为135℃～145℃，更佳地为140℃；

步骤(3)中，所述混炼在密炼机中进行；

步骤(3)中，所述排胶的温度为135℃～145℃，较佳地为138℃～143℃，更佳地为141℃；

步骤(3)中，所述排胶在密炼机中进行；

步骤(3)中，所述出片在开炼机中进行；

步骤(4)中，所述静置在室温条件下进行；

步骤(4)中，所述静置的时间为12～48小时，较佳地为22～36小时，更佳地为24小时；

步骤(4)中，所述塑炼的时间为60s～80s，较佳地为65s～75s，更佳地为70s；

步骤(4)中，所述塑炼在密炼机中进行；

步骤(4)中，所述混炼的时间为90s～150s，较佳地为105s～120s，更佳地为110s；

步骤(4)中，所述混炼的温度为70℃～100℃，较佳地为80℃～100℃，更佳地为90℃～95℃；

步骤(4)中，所述混炼在密炼机中进行；

步骤(4)中，所述排胶的温度为70℃～100℃，较佳地为75℃～99℃，更佳地为82℃；

步骤(4)中，所述排胶在密炼机中进行；

步骤(4)中，所述出片在开炼机中进行；

步骤(4)中，所述出片时产品接触隔离剂水溶液；

和/或，步骤(4)中，所述室温为10～35℃。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预先塑炼的时间为120s～180s，较佳地为135s～170s，更佳地为160s；

步骤(1)中，所述预先塑炼的温度为15℃～100℃；

步骤(1)中，当室温低于15℃时，天然橡胶在进行所述预先塑炼前进行预烘烤；

步骤(1)中，所述天然橡胶在进行所述预先塑炼后4～12小时内使用，较佳地为6小时；

步骤(1)中，在所述预先塑炼之后进行出片；

步骤(3)中，所述开炼机轮距为2～5mm，较佳地为3mm；

步骤(4)中，所述开炼机轮距为2～5mm，较佳地为3mm；

和/或，步骤(4)中，所述隔离剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁的水溶液。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预烘烤的温度为50～60℃；

步骤(1)中，所述预烘烤的时间为24～48小时；

步骤(1)中，所述预先塑炼后的所述出片在开炼机中进行；所述开炼机的轮距较佳地为2～5mm，更佳地为3mm；

和/或，步骤(4)中，所述隔离剂水溶液的温度低于40℃。

10.一种如权利要求1～5中任一项所述的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料在制备汽车扭力梁衬套阻尼材料中的应用。