CN110204797A - 一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,由以下原料按重量份制备而成:改性丁腈橡胶30‑45份、顺丁橡胶10‑15份、防老剂1‑5份、防护蜡0.2‑1.5份、炭黑20‑40份、玄武岩1‑3份、氢氧化铝2‑5份、膨润土1‑2份、增塑剂2‑5份、芳烃油1‑3份、分散剂1‑2份、促进剂2‑5份和氧化锌3‑5份。本发明制备方法简单,原料来源广,制得的橡胶胶料具有良好的耐老化、耐高温、阻燃、弹性、耐紫外、耐氧化、耐磨、抗疲劳等性能,力学性能优异,具有广阔的应用前景。

Description

一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料及其制备方法。
背景技术
伴随着科学技术水平的不断发展,人们对汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性提出了越来越高的要求。汽车悬架系统直接影响车辆的平顺性,而弹簧几乎是所有悬架系统动力性能的核心。由于橡胶材料本身具有重量轻、抗冲击和易吸收高频振动等优点,加上橡胶与金属粘接技术的提高,金属与橡胶组合起来形成的金属橡胶弹簧广泛应用于汽车悬架的支撑装置。
顺丁橡胶的弹性是所有合成橡胶中最好的,同时具有滞后损失小、低温性能好、耐磨性能优异、耐屈挠性能优异、与其他弹性体相容性好等优点。但是由于存在拉伸强度和撕裂强度较低等缺点,以及容易受热、氧、紫外及应力等因素的影响,耐老化性能较差,一般不单独使用,多与改性天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等并用。同时将顺丁橡胶与无机刚性粒子复合制备橡胶纳米复合材料,可使其这些缺点得到改善。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明提供一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料及其制备方法,其目的在于,提供一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,通过采用纳米二氧化硅、新型阻燃剂和高岭土对天然橡胶进行改性,改善天然橡胶的耐老化和耐高温性能,具有一定的阻燃效果,进一步通过与三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的共混改性,改善了天然橡胶的耐磨性、抗湿滑性和力学性能。
本发明提供一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,由以下原料制备而成:改性天然橡胶、顺丁橡胶、防老剂、防护蜡、炭黑、石墨烯、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、增塑剂、芳烃油、分散剂、促进剂和氧化锌;所述炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4;
所述改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将硅烷偶联剂加入水-乙醇溶液中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入纳米二氧化硅、新型阻燃剂和高岭土搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂;
采用开炼机对天然橡胶进行塑炼,依次加入改性剂、三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶;
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550;
所述纳米二氧化硅、新型阻燃剂、硅烷偶联剂和高岭土的质量比为10:5:2:12;
所述改性剂、天然橡胶、三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为10:100:25:12。
作为本发明进一步的改进,所述新型阻燃剂由以下方法制备:将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、碳酸钠、三聚氰酸和甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂;
所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、碳酸钠、三聚氰酸的物质的量之比为3.5:0.5:1。
作为本发明进一步的改进,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶30-45份、顺丁橡胶10-15份、防老剂1-5份、防护蜡0.2-1.5份、炭黑20-40份、玄武岩1-3份、氢氧化铝2-5份、膨润土1-2份、增塑剂2-5份、芳烃油1-3份、分散剂1-2份、促进剂2-5份和氧化锌3-5份。
作为本发明进一步的改进,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶35-40份、顺丁橡胶12-14份、防老剂2-4份、防护蜡0.5-1.2份、炭黑22-37份、玄武2-2.7份岩、氢氧化铝2-4份、膨润土1.2-1.7份、增塑剂2-4份、芳烃油1.2-2.5份、分散剂1.2-1.7份、促进剂2-4份和氧化锌3.5-4.2份。
作为本发明进一步的改进,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶37份、顺丁橡胶13份、防老剂3份、防护蜡0.7份、炭黑27份、玄武2.2份岩、氢氧化铝3份、膨润土1.5份、增塑剂3份、芳烃油2份、分散剂1.5份、促进剂3份和氧化锌3.7份。
作为本发明进一步的改进,所述防老剂选自防老剂H、防老剂4010NA、防老剂264、防老剂MB、防老剂D、防老剂DNP和防老剂BHT中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进,所述分散剂选自硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜、聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙烯蜡中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进,所述促进剂选自促进剂D、促进剂DETU、促进剂DPG、促进剂M、促进剂TMTD、促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂ZDC和促进剂CZ中的一种或几种。
本发明进一步保护一种上述耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法,按照以下方法制备:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、增塑剂、芳烃油、分散剂和促进剂进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
本发明具有如下有益效果:
1.本发明采用纳米二氧化硅、新型阻燃剂和高岭土对天然橡胶进行改性,改善天然橡胶的耐老化和耐高温性能,具有一定的阻燃效果,进一步通过与三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的共混改性,改善了天然橡胶的耐磨性、抗湿滑性和力学性能;
2.本发明改性天然橡胶中添加的自制的新型阻燃剂是一种含有有机磷和有机氮的阻燃剂,是一种添加或反应型阻燃剂,有机磷化合物不仅在凝聚相催化热解产物形成保护性的炭层,减少可燃性气体释放,而且在气相中通过捕捉燃烧反应的活性自由基,终止燃烧链式反应,提高橡胶的阻燃性能;有机氮化合物能够在高温下裂解产生难燃性气体稀释氧气浓度,降低材料的可燃性;本阻燃剂综合了两者的性能,大大提高了材料的阻燃、耐高温性能;
3.本发明通过添加的炭黑,使得橡胶材料具有良好的力学性能、耐磨性能、抗疲劳性能以及加工性能;
4.本发明通过添加阻燃剂氢氧化铝,耐高温性能改性剂玄武岩、膨润土,使得橡胶弹簧胶料具有良好的耐高温、阻燃性能,提高的材料的应用面;
5.本发明采用顺丁橡胶,通过添加无机改性剂对其进行改性,如碳纤维、纳米二氧化硅和高岭土,可以明显提高顺丁橡胶的力学性能、耐热、氧、紫外等性能,提高其耐老化性,制得综合性能优异的橡胶;
6.本发明制备方法简单,原料来源广,制得的橡胶胶料具有良好的耐老化、耐高温、阻燃、弹性、耐紫外、耐氧化、耐磨、抗疲劳等性能,力学性能优异,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例,而不是全部实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
原料组成(重量份):改性天然橡胶30份、顺丁橡胶10份、防老剂4010NA1份、防护蜡0.2份、炭黑20份、玄武岩1份、氢氧化铝2份、膨润土1份、邻苯二甲酸二异癸酯2份、芳烃油1份、聚乙二醇4001份、促进剂PZ2份和氧化锌3份。炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4。
改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将2g硅烷偶联剂KH550加入水-乙醇溶液100mL(体积比1:1)中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入10g纳米二氧化硅、新型阻燃剂5g和高岭土12g搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂27.5g;
采用开炼机对275g天然橡胶进行塑炼,依次加入27.5g改性剂、68.75g三元乙丙橡胶和33g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S0.5g,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶。
新型阻燃剂由以下方法制备:将3.5mol9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、0.5mol碳酸钠、1mol三聚氰酸和200mL甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂。
该反应方程式如下:
耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂4010NA、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、邻苯二甲酸二异癸酯、芳烃油、聚乙二醇400和促进剂PZ进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
实施例2
原料组成(重量份):改性天然橡胶45份、顺丁橡胶15份、防老剂MB5份、防护蜡1.5份、炭黑40份、玄武岩3份、氢氧化铝5份、膨润土2份、邻苯二甲酸二丁酯5份、芳烃油3份、聚乙烯蜡2份、促进剂CZ5份和氧化锌5份。炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4。
改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将2g硅烷偶联剂KH550加入水-乙醇溶液100mL(体积比1:1)中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入10g纳米二氧化硅、新型阻燃剂5g和高岭土12g搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂27.5g;
采用开炼机对275g天然橡胶进行塑炼,依次加入27.5g改性剂、68.75g三元乙丙橡胶和33g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S0.5g,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶。
新型阻燃剂由以下方法制备:将3.5mol9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、0.5mol碳酸钠、1mol三聚氰酸和200mL甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂。
耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂MB、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、邻苯二甲酸二丁酯、芳烃油、聚乙烯蜡和促进剂CZ进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
实施例3
原料组成(重量份):改性天然橡胶35份、顺丁橡胶12份、防老剂BHT2份、防护蜡0.5份、炭黑22份、玄武2份岩、氢氧化铝2份、膨润土1.2份、邻苯二甲酸二异癸酯2份、芳烃油1.2份、硬脂酸钡1.2份、促进剂D2份和氧化锌3.5份。炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4。
改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将2g硅烷偶联剂KH550加入水-乙醇溶液100mL(体积比1:1)中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入10g纳米二氧化硅、新型阻燃剂5g和高岭土12g搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂27.5g;
采用开炼机对275g天然橡胶进行塑炼,依次加入27.5g改性剂、68.75g三元乙丙橡胶和33g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S0.5g,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶。
新型阻燃剂由以下方法制备:将3.5mol9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、0.5mol碳酸钠、1mol三聚氰酸和200mL甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂。
耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂BHT、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、邻苯二甲酸二异癸酯、芳烃油、硬脂酸钡和促进剂D进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
实施例4
原料组成(重量份):改性天然橡胶40份、顺丁橡胶14份、防老剂BHT2份、防老剂4010NA2份、防护蜡1.2份、炭黑37份、玄武2.7份岩、氢氧化铝4份、膨润土1.7份、邻苯二甲酸二甲酯4份、芳烃油2.5份、硬脂酸镁1.7份、促进剂DETU4份和氧化锌4.2份。炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4。
改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将2g硅烷偶联剂KH550加入水-乙醇溶液100mL(体积比1:1)中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入10g纳米二氧化硅、新型阻燃剂5g和高岭土12g搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂27.5g;
采用开炼机对275g天然橡胶进行塑炼,依次加入27.5g改性剂、68.75g三元乙丙橡胶和33g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S0.5g,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶。
新型阻燃剂由以下方法制备:将3.5mol9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、0.5mol碳酸钠、1mol三聚氰酸和200mL甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂。
耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂BHT、防老剂4010NA、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、邻苯二甲酸二甲酯、芳烃油、硬脂酸镁和促进剂DETU进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
实施例5
原料组成(重量份):改性天然橡胶37份、顺丁橡胶13份、防老剂MB3份、防护蜡0.7份、炭黑27份、玄武2.2份岩、氢氧化铝3份、膨润土1.5份、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯1份、邻苯二甲酸二环己酯2份、芳烃油2份、聚乙二醇2001.5份、促进剂M3份和氧化锌3.7份。炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4。
改性天然橡胶由以下方法制备而成:
将2g硅烷偶联剂KH550加入水-乙醇溶液100mL(体积比1:1)中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入10g纳米二氧化硅、新型阻燃剂5g和高岭土12g搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂27.5g;
采用开炼机对275g天然橡胶进行塑炼,依次加入27.5g改性剂、68.75g三元乙丙橡胶和33g苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S0.5g,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶。
新型阻燃剂由以下方法制备:将3.5mol9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、0.5mol碳酸钠、1mol三聚氰酸和200mL甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂。
耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂MB、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二环己酯、芳烃油、聚乙二醇200和促进剂M进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
对比例1
与实施例5相比,改性天然橡胶用天然橡胶替代。
对比例2
与实施例5相比,新型阻燃剂用普通阻燃剂替代。
测试例1
将本发明实施例1-5、对比例1和2制得的耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料以及市售同类产品进行性能测试,结果见表1。
由上表可知,本发明实施例制备的耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料不仅具有极好的耐高温耐老化性能,其力学性能佳,明显优于市售同类产品和对比例1和2。对比例1与实施例5相比,其力学性能和阻燃级别明显下降,可见,改性天然橡胶对于材料的力学性能和阻燃性能有明显的提升作用;对比例2与实施例5相比,其阻燃级别显著下降,耐热性能下降,力学性能稍有影响,可见,通过添加新型阻燃剂对材料的耐高温和阻燃性能有明显的提升作用。
与现有技术相比,本发明采用纳米二氧化硅、新型阻燃剂和高岭土对天然橡胶进行改性,改善天然橡胶的耐老化和耐高温性能,具有一定的阻燃效果,进一步通过与三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的共混改性,改善了天然橡胶的耐磨性、抗湿滑性和力学性能;本发明改性天然橡胶中添加的自制的新型阻燃剂是一种含有有机磷和有机氮的阻燃剂,是一种添加或反应型阻燃剂,有机磷化合物不仅在凝聚相催化热解产物形成保护性的炭层,减少可燃性气体释放,而且在气相中通过捕捉燃烧反应的活性自由基,终止燃烧链式反应,提高橡胶的阻燃性能;有机氮化合物能够在高温下裂解产生难燃性气体稀释氧气浓度,降低材料的可燃性;本阻燃剂综合了两者的性能,大大提高了材料的阻燃、耐高温性能;本发明通过添加的炭黑,使得橡胶材料具有良好的力学性能、耐磨性能、抗疲劳性能以及加工性能;本发明通过添加阻燃剂氢氧化铝,耐高温性能改性剂玄武岩、膨润土,使得橡胶弹簧胶料具有良好的耐高温、阻燃性能,提高的材料的应用面;本发明采用顺丁橡胶,通过添加无机改性剂对其进行改性,如碳纤维、纳米二氧化硅和高岭土,可以明显提高顺丁橡胶的力学性能、耐热、氧、紫外等性能,提高其耐老化性,制得综合性能优异的橡胶;本发明制备方法简单,原料来源广,制得的橡胶胶料具有良好的耐老化、耐高温、阻燃、弹性、耐紫外、耐氧化、耐磨、抗疲劳等性能,力学性能优异,具有广阔的应用前景。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下,还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明,而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,由以下原料制备而成:改性丁腈橡胶、顺丁橡胶、防老剂、防护蜡、炭黑、石墨烯、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、增塑剂、芳烃油、分散剂、促进剂和氧化锌;所述炭黑由耐磨炭黑、快压出炭黑混合而成,质量比为1:4;
所述改性丁腈橡胶由以下方法制备而成:
将硅烷偶联剂加入水-乙醇溶液中,在酸性条件下水解0.5h,然后加入纳米二氧化硅、新型阻燃剂和高岭土搅拌反应1.5h,减压过滤,用去离子水洗涤,得到改性剂;
采用开炼机对天然橡胶进行塑炼,依次加入改性剂、三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物进行混炼,最后加入硫化剂S,得到的混炼胶停放16h后再用开炼机进行开炼,最后再平板硫化机上压制即得改性天然橡胶;
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550;
所述纳米二氧化硅、新型阻燃剂、硅烷偶联剂和高岭土的质量比为10:5:2:12;
所述改性剂、天然橡胶、三元乙丙橡胶和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为10:100:25:12。
2.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,所述新型阻燃剂由以下方法制备:将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、碳酸钠、三聚氰酸和甲苯加入反应器,在氮气保护下,搅拌加热至90℃,回流反应5h,反应结束后,抽滤得到粗产物,并用热乙酸乙酯洗涤两次,滤液分别用溶液和蒸馏水洗涤两次和一次,有机相用无水干燥过夜,旋转蒸发除去溶剂后在乙酸乙酯中重结晶,得到产物新型阻燃剂;
所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、碳酸钠、三聚氰酸的物质的量之比为3.5:0.5:1。
3.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶30-45份、顺丁橡胶10-15份、防老剂1-5份、防护蜡0.2-1.5份、炭黑20-40份、玄武岩1-3份、氢氧化铝2-5份、膨润土1-2份、增塑剂2-5份、芳烃油1-3份、分散剂1-2份、促进剂2-5份和氧化锌3-5份。
4.根据权利要求3所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶35-40份、顺丁橡胶12-14份、防老剂2-4份、防护蜡0.5-1.2份、炭黑22-37份、玄武2-2.7份岩、氢氧化铝2-4份、膨润土1.2-1.7份、增塑剂2-4份、芳烃油1.2-2.5份、分散剂1.2-1.7份、促进剂2-4份和氧化锌3.5-4.2份。
5.根据权利要求4所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,由以下原料按重量份制备而成:改性天然橡胶37份、顺丁橡胶13份、防老剂3份、防护蜡0.7份、炭黑27份、玄武2.2份岩、氢氧化铝3份、膨润土1.5份、增塑剂3份、芳烃油2份、分散剂1.5份、促进剂3份和氧化锌3.7份。
6.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,所述防老剂选自防老剂H、防老剂4010NA、防老剂264、防老剂MB、防老剂D、防老剂DNP和防老剂BHT中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,所述分散剂选自硬脂酸钡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜、聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙烯蜡中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述一种耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料,其特征在于,所述促进剂选自促进剂D、促进剂DETU、促进剂DPG、促进剂M、促进剂TMTD、促进剂BZ、促进剂PZ、促进剂ZDC和促进剂CZ中的一种或几种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料的制备方法,其特征在于,按照以下方法制备:采用开炼机对顺丁橡胶、改性天然橡胶进行混合塑炼,依次加入防老剂、防护蜡、炭黑、玄武岩、氢氧化铝、膨润土、增塑剂、芳烃油、分散剂和促进剂进行混炼,得到的混炼胶停放16h后,经硫化仪硫化,最后用平板硫化机对试样进行硫化,模压后制得耐高温耐老化的橡胶弹簧胶料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112898642A (zh) * 2021-01-14 2021-06-04 余姚市环境保护监测站 一种高速动车叠层弹簧用减震降噪橡胶的配方及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060223921A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 Monika Bauer Prepolymers containing phosphororganic compounds and uses thereof
CN102875842A (zh) * 2012-09-28 2013-01-16 沈阳化工大学 一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法
CN104650395A (zh) * 2013-11-19 2015-05-27 青岛欧美亚橡胶工业有限公司 汽车用橡胶空气弹簧胶料的配方
CN105754171A (zh) * 2016-03-16 2016-07-13 吉林师范大学 一种高强度耐磨阻燃改性天然橡胶复合材料
CN105949530A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 江苏海迅实业集团股份有限公司 一种减震器用复合橡胶材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060223921A1 (en) * 2005-04-05 2006-10-05 Monika Bauer Prepolymers containing phosphororganic compounds and uses thereof
CN102875842A (zh) * 2012-09-28 2013-01-16 沈阳化工大学 一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法
CN104650395A (zh) * 2013-11-19 2015-05-27 青岛欧美亚橡胶工业有限公司 汽车用橡胶空气弹簧胶料的配方
CN105754171A (zh) * 2016-03-16 2016-07-13 吉林师范大学 一种高强度耐磨阻燃改性天然橡胶复合材料
CN105949530A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 江苏海迅实业集团股份有限公司 一种减震器用复合橡胶材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹书霞等: "Atherton-Todd反应及其立体化学机理研究进展", 《中国科学》 *
王宏社编著: "《有机合成化学》", 30 September 2010, 陕西出版集团陕西人民出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112898642A (zh) * 2021-01-14 2021-06-04 余姚市环境保护监测站 一种高速动车叠层弹簧用减震降噪橡胶的配方及其制造方法

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