CN110513414B - 一种橡胶复合衬套及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种橡胶复合衬套及其制备方法，属于橡胶衬套技术领域，其技术方案要点是一种橡胶复合衬套，其中，包括内管、挡环、橡胶套管以及外管，所述挡环有两个且分别套设于所述内管的两端，所述橡胶套管包覆于所述内管的外表面且其两端分别通向两所述挡环，所述外管包覆于所述橡胶套管以及两所述挡环外表面；其制备方法包括以下步骤：1、进货检验；2、五金的加工；3、耐磨胶层的制备；4、橡胶套管与耐磨胶层的复合以及检测；5、五金骨架表面的前处理；6、硫化处理；7、检验；8、包装入库，通过该方法所生产的橡胶复合衬套，在提高生产效率的同时，还能严格控制产品的精度和产品的质量。

Description

一种橡胶复合衬套及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶衬套技术领域，具体的是涉及一种橡胶复合衬套及其制备方法。
背景技术
橡胶衬套属于汽车底盘橡胶制品件,是车身各零部件之间的铰接点,其弹性特征及衰减特性优越,能承受载荷、隔离、衰减振动、降低噪音,保证乘坐舒适性,对汽车悬架设计有重要影响。
橡胶衬套主要包括内套管、外套管以及中间的橡胶套，现有的一些橡胶衬套的橡胶套耐磨性能较弱,容易磨损,在磨损后橡胶衬套的内外套管会出现较大的间隙,容易造成橡胶套发生撕裂变形，进而导致减震效果变弱。
发明内容
本发明的目的是提供一种橡胶复合衬套及其制备方法，通过增加内外保护管，从而能够对橡胶套进行保护，防止其撕裂变形，延长了整个橡胶复合衬套的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的：一种橡胶复合衬套，其中，包括内管、挡环、橡胶套管以及外管，所述挡环有两个且分别套设于所述内管的两端，所述橡胶套管包覆于所述内管的外表面且其两端分别通向两所述挡环，所述外管包覆于所述橡胶套管以及两所述挡环外表面。
通过采用上述技术方案，在内管的两端设置挡环能够对橡胶套管的两端起到格挡的作用，使得橡胶套管只能沿径向方向形变，进而增强了橡胶套管的抗撕裂强度。
本发明进一步设置为：所述内管与所述橡胶套管之间还设置有中间内管，所述橡胶套管内有沿其长度方向开设的环状空腔，所述环状空腔与所述橡胶套管同轴心，所述环状空腔内还嵌设有中间外管。
通过采用上述技术方案，中间内管相当于保护层是用于保护内管，以提高其抗压性能，为避免橡胶套管形变位移过大，长时间后难以恢复，因此在橡胶套管内嵌设有中间外管，通过中间外管可起到缓冲的作用。
本发明进一步设置为：所述内管、所述挡环以及所述中间内管的材质为20钢，所述外管以及所述中间外管的材质为Q235钢，所述橡胶套管采用NR天然橡胶制成，所述橡胶套管的内外表面还设置有耐磨胶层，两所述耐磨胶层分别与所述内管和所述外管相接触。
通过采用上述技术方案，20钢为优质碳素结构钢，具有良好的韧性以及塑性，不易发生脆性断裂；Q235钢为A3钢，其综合性能较好，强度以及塑性等性能优良；NR天然橡胶以橡胶烃(聚异戊二烯)为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等，其弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，而且耐磨性和耐旱性良好，然而其容易老化变质，因此在其两端面复合一层耐磨胶层，通过设置耐磨胶层不仅能够有效的抑制橡胶套管的老化，而且还提高了耐磨性。
本发明进一步设置为：所述耐磨胶层的成分按重量份计如下，天然橡胶55-70份，顺丁橡胶30-45份，氧化锌4份，硬脂酸2-2.5份，硫磺2-2.5份，促进剂1.6份，炭黑35-40份，碳酸钙40份，树脂6份，防老剂2份，芳烃油2份，轮胎胶粉20-30份、石蜡1份，所述天然橡胶与所述顺丁橡胶的并用比例为30％-45％，其中促进剂由促进剂CZ 1.3-1.5份和促进剂TT0.1-0.3份混合；炭黑原料采用炭黑N330；树脂由古马隆树脂4-5份和C5石油树脂1-2份混合；防老剂由防老剂RD 1份和防老剂4020 1份混合。
通过采用上述技术方案，顺丁橡胶其分子链柔顺性能好，玻璃化温度(Tg)较低，进而耐磨性好，其缺点是抗掉块能力差，因此将其与天然橡胶并用可改善掉块性能，从而提高了耐磨性能。
一种橡胶复合衬套的制备方法，其中，包括以下步骤，
(1)进货检验：每批材料进货后需检查材料的批号以及质保书，抽样检测五金原料的力学性能、硬度、尺寸以及外观；
(2)五金的加工：按照尺寸要求对原料管材进行粗车、精车，以加工出内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管；
(3)耐磨胶层的制备：合炼：①将天然橡胶和顺丁橡胶按一定比例称取后投入密炼机进行合炼，时间为30s；混炼：②向密炼机内加入炭黑进行混炼，时间为60s；③然后加入碳酸钙、轮胎胶粉进行混炼，时间为60s；④再加入氧化锌、促进剂CZ、硬脂酸、树脂、防老剂、石蜡以及芳烃油混炼至排胶，排胶温度125℃；⑤将④中生成的混炼胶转入至开炼机内进行混炼，时间为35s；⑥最后向开炼机内加入促进剂TT、硫磺再进行塑炼，待150s后可出片；⑦将片状的耐磨胶通过橡胶挤出机挤压成管状的耐磨胶层；
(4)橡胶套管与耐磨胶层的复合以及检测：⑦将制备好的两个耐磨胶层其中一个套设在橡胶套管的外层，另一个压入橡胶套管的内层，然后通过橡胶成型机进行冷压；⑧将复合后的橡胶套管进行物性检测，物性检测有拉力检测、硬度检测以及耐磨性能检测；
(5)五金骨架表面的前处理：对内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管进行除油、喷砂、磷化以及涂胶；
(6)硫化处理：装配：先将中间内管套设于内管上，中间外管嵌入到橡胶套管的环状空腔内，然后将橡胶套管套设在中间内管上，再将两个挡环分别套设于内管的两端；硫化：采用橡胶硫化机对装配后的橡胶套管进行硫化，使得内管、中间内管、中间外管、挡环以及橡胶套管结成一体；压入装配：采用锥形导模将硫化后的半成品压入到外管内即可；
(7)检验：对复合衬套的外观进行检测；
(8)包装入库：将包装后的复合衬套储存于仓库中，并做好防潮、防湿的准备。
本发明进一步设置为：上述步骤(5)中具体操作如下；
1)浸泡除油：将加工好的五金装入挂具篮后放入浸泡槽内5-10min，其中浸泡槽内添加有60-70g/L的除油粉，槽液的温度在65-75℃；
2)超声波除油：在超声波除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65-75℃，再将挂具篮完全浸泡在槽液中5～10min；
3)一次水洗：采用两个水洗槽进行水洗，在两个水洗槽内均加入40℃～50℃的纯水，每个水洗槽中均完全浸泡，漂洗30-60s；
4)电解除油：在电解除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65℃～75℃，并通入电流密度为2-3A/dm2的电流，完全浸泡，漂洗3-5min；
5)二次水洗：采用三个水洗槽进行水洗，在三个水洗槽内均加入常温纯水，每个水洗槽中完全浸泡，逆流漂洗30-60s；
6)喷砂：采用喷丸机对除油完毕后的内管、挡环以及中间内管的外表面进行喷砂；
7)磷化：对内管、挡环以及中间内管的喷砂部位进行磷化；
8)涂胶：将粘合剂CH205以及CH220分别充分搅拌5-10min使之分散均匀，在内管、挡环以及中间内管表面先涂覆一层CH205，静置1h后将CH220涂覆在CH205胶层上。
本发明与现有技术相比有益的技术效果是：1、工艺流程科学有序，提高生产效率的同时，还能严格控制产品的精度和产品的质量；2、高效除油能够使得五金的表面吸附能力强，能够提高喷砂、磷化的效率；3、橡胶套管采用NR天然橡胶制成，其综合性能较好，然而容易发生老化变质，因此在其两端面复合一层耐磨胶层，通过设置耐磨胶层不仅能够有效的抑制橡胶套管的老化，而且还提高了耐磨性。
附图说明
图1是本发明橡胶衬套的结构示意图；
图2是本发明橡胶套管的内部结构示意图；
图中附图标记为：1、内管；2、挡环；3、橡胶套管；31、耐磨胶层；4、外管；5、中间内管；6、中间外管。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
如图1和图2所示，一种橡胶复合衬套，其中，包括内管1、挡环2、橡胶套管3以及外管4，所述挡环2有两个且分别套设于所述内管1的两端，所述橡胶套管3包覆于所述内管1的外表面且其两端分别通向两所述挡环2，所述外管4包覆于所述橡胶套管3以及两所述挡环2外表面。在内管1的两端设置挡环2能够对橡胶套管3的两端起到格挡的作用，使得橡胶套管3只能沿径向方向形变，进而增强了橡胶套管3的抗撕裂强度。
所述内管1与所述橡胶套管2之间还设置有中间内管5，所述橡胶套管3内有沿其长度方向开设的环状空腔，所述环状空腔与所述橡胶套管3同轴心，所述环状空腔内还嵌设有中间外管6。中间内管5相当于保护层是用于保护内管1，以提高其抗压性能，为避免橡胶套管3形变位移过大，长时间后难以恢复，因此在橡胶套管3内嵌设有中间外管6，通过中间外管6可起到缓冲的作用。
所述内管1、所述挡环2以及所述中间内管5的材质为20钢，所述外管4以及所述中间外管6的材质为Q235钢，所述橡胶套管3采用NR天然橡胶制成，所述橡胶套管3的内外表面还设置有耐磨胶层31，两所述耐磨胶层31分别与所述内管1和所述外管4相接触。
通过采用上述技术方案，20钢为优质碳素结构钢，具有良好的韧性以及塑性，不易发生脆性断裂；Q235钢为A3钢，其综合性能较好，强度以及塑性等性能优良；NR天然橡胶以橡胶烃(聚异戊二烯)为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等，其弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，而且耐磨性和耐旱性良好，然而其容易老化变质，因此在其两端面复合一层耐磨胶层31，通过设置耐磨胶层31不仅能够有效的抑制橡胶套管3的老化，而且还提高了耐磨性。
本发明进一步设置为，所述耐磨胶层的成分按重量份计如下，天然橡胶55-70份，顺丁橡胶30-45份，氧化锌4份，硬脂酸2-2.5份，硫磺2-2.5份，促进剂1.6份，炭黑35-40份，碳酸钙40份，树脂6份，防老剂2份，芳烃油2份，轮胎胶粉20-30份、石蜡1份，所述天然橡胶与所述顺丁橡胶的并用比例为30％-45％，其中促进剂由促进剂CZ 1.3-1.5份和促进剂TT0.1-0.3份混合；炭黑原料采用炭黑N330；树脂由古马隆树脂4-5份和C5石油树脂1-2份混合；防老剂由防老剂RD 1份和防老剂4020 1份混合。
通过采用上述技术方案，顺丁橡胶其分子链柔顺性能好，玻璃化温度(Tg)较低，进而耐磨性好，其缺点是抗掉块能力差，因此将其与天然橡胶并用可改善掉块性能，从而提高了耐磨性能；一般硫磺+促进剂CZ体系的耐磨性较好，由于顺丁橡胶硫化速度较慢，且粘辊性能不佳，因此添加了促进剂TT 0.1-0.3份；通常加入软化增塑剂会大幅度降低硫化胶的耐磨性能，而试验过程中发现使用1-2份C5石油树脂替代古马隆，不仅能保证加工性能而且磨耗损失较低。
生产上述橡胶复合衬套的具体工艺流程如下，
(1)进货检验：每批材料进货后需检查材料的批号以及质保书，抽样检测五金原料的力学性能、硬度、尺寸以及外观；
(2)五金的加工：按照尺寸要求对原料管材进行粗车、精车，以加工出内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管；
(3)耐磨胶层的制备：合炼：①将天然橡胶和顺丁橡胶按一定比例称取后投入密炼机进行合炼，时间为30s；混炼：②向密炼机内加入炭黑进行混炼，时间为60s；③然后加入碳酸钙、轮胎胶粉进行混炼，时间为60s；④再加入氧化锌、促进剂CZ、硬脂酸、树脂、防老剂、石蜡以及芳烃油混炼至排胶，排胶温度125℃；⑤将④中生成的混炼胶转入至开炼机内进行混炼，时间为35s；⑥最后向开炼机内加入促进剂TT、硫磺再进行塑炼，待150s后可出片；⑦将片状的耐磨胶通过橡胶挤出机挤压成管状的耐磨胶层；
(4)橡胶套管与耐磨胶层的复合以及检测：⑦将制备好的两个耐磨胶层其中一个套设在橡胶套管的外层，另一个压入橡胶套管的内层，然后通过橡胶成型机进行冷压；⑧将复合后的橡胶套管进行物性检测，物性检测有拉力检测、硬度检测以及耐磨性能检测；
(5)五金骨架表面的前处理：对内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管进行除油、喷砂、磷化以及涂胶；1)浸泡除油：将加工好的五金装入挂具篮后放入浸泡槽内5-10min，其中浸泡槽内添加有60-70g/L的除油粉，槽液的温度在65-75℃；2)超声波除油：在超声波除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65-75℃，再将挂具篮完全浸泡在槽液中5～10min；3)一次水洗：采用两个水洗槽进行水洗，在两个水洗槽内均加入40℃～50℃的纯水，每个水洗槽中均完全浸泡，漂洗30-60s；4)电解除油：在电解除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65℃～75℃，并通入电流密度为2-3A/dm2的电流，完全浸泡，漂洗3-5min；5)二次水洗：采用三个水洗槽进行水洗，在三个水洗槽内均加入常温纯水，每个水洗槽中完全浸泡，逆流漂洗30-60s；6)喷砂：采用喷丸机对除油完毕后的内管、挡环以及中间内管的外表面进行喷砂；7)磷化：对内管、挡环以及中间内管的喷砂部位进行磷化；8)涂胶：将粘合剂CH205以及CH220分别充分搅拌5-10min使之分散均匀，在内管、挡环以及中间内管表面先涂覆一层CH205，静置1h后将CH220涂覆在CH205胶层上。
(6)硫化处理：装配：先将中间内管套设于内管上，中间外管嵌入到橡胶套管的环状空腔内，然后将橡胶套管套设在中间内管上，再将两个挡环分别套设于内管的两端；硫化：采用橡胶硫化机对装配后的橡胶套管进行硫化，使得内管、中间内管、中间外管、挡环以及橡胶套管结成一体；压入装配：采用锥形导模将硫化后的半成品压入到外管内即可；
(7)检验：对复合衬套的外观进行检测；
(8)包装入库：将包装后的复合衬套储存于仓库中，并做好防潮、防湿的准备。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，而不是全部实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，基于上述实施例而获得的其他实施例，都应当属于本发明保护的范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种橡胶复合衬套的制备方法，其特征在于：所述橡胶复合衬套包括内管（1）、挡环（2）、橡胶套管（3）以及外管（4），所述挡环（2）有两个且分别套设于所述内管（1）的两端，所述橡胶套管（3）包覆于所述内管（1）的外表面且其两端分别通向两所述挡环（2），所述外管（4）包覆于所述橡胶套管（3）以及两所述挡环（2）外表面；
所述内管（1）与所述橡胶套管（3）之间还设置有中间内管（5），所述橡胶套管（3）内有沿其长度方向开设的环状空腔，所述环状空腔与所述橡胶套管（3）同轴心，所述环状空腔内还嵌设有中间外管（6）；
所述内管（1）、所述挡环（2）以及所述中间内管（5）的材质为20钢，所述外管（4）以及所述中间外管（6）的材质为Q235钢，所述橡胶套管（3）采用NR天然橡胶制成，所述橡胶套管（3）的内外表面还设置有耐磨胶层（31），两所述耐磨胶层（31）分别与所述内管（1）和所述外管（4）相接触；
具体制备方法包括以下步骤，
（1）进货检验：每批材料进货后需检查材料的批号以及质保书，抽样检测五金原料的力学性能、硬度、尺寸以及外观；
（2）五金的加工：按照尺寸要求对原料管材进行粗车、精车，以加工出内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管；
（3）耐磨胶层的制备：合炼：①将天然橡胶和顺丁橡胶按一定比例称取后投入密炼机进行合炼，时间为30s；混炼：②向密炼机内加入炭黑进行混炼，时间为60s；③然后加入碳酸钙、轮胎胶粉进行混炼，时间为60s；④再加入氧化锌、促进剂CZ、硬脂酸、树脂、防老剂、石蜡以及芳烃油混炼至排胶，排胶温度125℃；⑤将④中生成的混炼胶转入至开炼机内进行混炼，时间为35s；⑥最后向开炼机内加入促进剂TT、硫磺再进行塑炼，待150s后可出片；⑦将片状的耐磨胶通过橡胶挤出机挤压成管状的耐磨胶层；
（4）橡胶套管与耐磨胶层的复合以及检测：⑦将制备好的两个耐磨胶层其中一个套设在橡胶套管的外层，另一个压入橡胶套管的内层，然后通过橡胶成型机进行冷压；⑧将复合后的橡胶套管进行物性检测，物性检测有拉力检测、硬度检测以及耐磨性能检测；
（5）五金骨架表面的前处理：对内管、挡环、中间内管、中间外管以及外管进行除油、喷砂、磷化以及涂胶；
（6）硫化处理：装配：先将中间内管套设于内管上，中间外管嵌入到橡胶套管的环状空腔内，然后将橡胶套管套设在中间内管上，再将两个挡环分别套设于内管的两端；硫化：采用橡胶硫化机对装配后的橡胶套管进行硫化，使得内管、中间内管、中间外管、挡环以及橡胶套管结成一体；压入装配：采用锥形导模将硫化后的半成品压入到外管内即可；
（7）检验：对复合衬套的外观进行检测；
（8）包装入库：将包装后的复合衬套储存于仓库中，并做好防潮、防湿的准备；
其中，上述步骤（5）中具体操作如下；
1）浸泡除油：将加工好的五金装入挂具篮后放入浸泡槽内5-10min，其中浸泡槽内添加有60-70g/L的除油粉，槽液的温度在65-75℃；
2）超声波除油：在超声波除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65-75℃，再将挂具篮完全浸泡在槽液中5～10min；
3）一次水洗：采用两个水洗槽进行水洗，在两个水洗槽内均加入40℃～50℃的纯水，每个水洗槽中均完全浸泡，漂洗30-60s；
4）电解除油：在电解除油槽中加入60-70g/L的除油粉，槽液温度加热到65℃～75℃，并通入电流密度为2-3A/dm2的电流，完全浸泡，漂洗3-5min；
5）二次水洗：采用三个水洗槽进行水洗，在三个水洗槽内均加入常温纯水，每个水洗槽中完全浸泡，逆流漂洗30-60s；
6）喷砂：采用喷丸机对除油完毕后的内管、挡环以及中间内管的外表面进行喷砂；
7）磷化：对内管、挡环以及中间内管的喷砂部位进行磷化；
8）涂胶：将粘合剂CH205以及CH220分别充分搅拌5-10min使之分散均匀，在内管、挡环以及中间内管表面先涂覆一层CH205，静置1h后将CH220涂覆在CH205胶层上。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶复合衬套的制备方法，其特征在于：所述耐磨胶层的成分按重量份计如下，天然橡胶55-70份，顺丁橡胶30-45份，氧化锌4份，硬脂酸2-2.5份，硫磺2-2.5份，促进剂1.6份，炭黑35-40份，碳酸钙40份，树脂6份，防老剂2份，芳烃油2份，轮胎胶粉20-30份、石蜡1份，所述天然橡胶与所述顺丁橡胶的并用比例为30%-45%，其中促进剂由促进剂CZ 1.3-1.5份和促进剂TT 0.1-0.3份混合；炭黑原料采用炭黑N330；树脂由古马隆树脂4-5份和C5石油树脂1-2份混合；防老剂由防老剂RD 1份和防老剂4020 1份混合。
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