CN111978603A - 一种减震橡胶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减震橡胶的制备方法，特点是包括如下步骤：（1）在双辊开炼机上加入75‑85质量份天然橡胶、15‑25质量份钕系顺丁橡胶、30‑60质量份补强填料、2‑4质量份橡胶防老剂、2‑3质量份吸收剂、3‑5质量份橡胶硫化活性剂、1.5‑2.5质量份橡胶硫化促进剂和0.2‑0.8质量份橡胶硫化剂，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通4—6次，下料出片，得到胶料；（2）将上述步骤（1）得到的胶料打卷4—6次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在150—170℃的硫化温度下，硫化7—13分钟，得到所需的减震橡胶。优点是通过上述方法可得到具有低动静比和高耐热性能的减震橡胶材料。

Description

一种减震橡胶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶的制备方法，尤其是涉及一种减震橡胶的制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，对汽车舒适性、耐久稳定性和绿色环保要求越来越高，汽车减震橡胶部件对驾乘舒适性及耐久稳定性起着至关重要的作用，橡胶材料的低动静比特性可以更加快速有效地减轻各种有害振动和噪声的不良影响，使振动的振幅和噪音快速减小到安全限度内，从而显著提高汽车的驾乘舒适性；而提高橡胶材料的长时间耐热老化性能，能够改善高温环境对橡胶材料力学性能的衰减程度，保证减震橡胶部件的耐久稳定性，从而延长汽车使用寿命。
现阶段大多数汽车主机厂家对减震橡胶材料没有长时间高温老化性能的要求，因此目前减震橡胶一般还是采用天然橡胶作为主要基体，常规的油炉法炭黑作为填充补强剂，所制备出的橡胶材料普遍存在着动静比较大、长时间耐热性差等问题，无法满足国外高端汽车主机厂针对汽车零部件制造的更苛刻更严厉的性能要求。基于此，开发一种适合汽车减震用的具有低动静比和高耐热性能的减震橡胶材料成为目前及未来亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种减震橡胶的制备方法，通过该制备方法可得到具有低动静比和高耐热性能的减震橡胶材料。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种减震橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)在双辊开炼机上加入75-85质量份天然橡胶、15-25质量份钕系顺丁橡胶、30-60质量份补强填料、2-4质量份橡胶防老剂、2-3质量份吸收剂、3-5质量份橡胶硫化活性剂、1.5-2.5质量份橡胶硫化促进剂和0.2-0.8质量份橡胶硫化剂，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通4—6次，下料出片，得到胶料；
(2)将上述步骤(1)得到的胶料打卷4—6次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在150—170℃的硫化温度下，硫化7—13分钟，得到所需的减震橡胶。
所述步骤(1)中所采用的天然橡胶为浅色的3L等级天然橡胶。此胶种具有较好的弹性、优良的耐屈挠性能，且加工工艺性佳。
所述步骤(1)中所采用的钕系顺丁橡胶为由意大利埃尼公司生产的钕系顺丁BR60合成橡胶。由意大利埃尼公司生产的钕系顺丁BR60合成橡胶由稀土钕系作催化剂，其高顺式结构可有效确保制得的减震橡胶的高弹性。
所述步骤(1)中所采用的补强填料为以天然气为原料制成的天然气半补强炭黑和采用热裂法制成的N990炭黑。补强填料采用以天然气为原料制成的天然气半补强炭黑和采用热裂法制成的N990炭黑，天然气半补强炭黑和N990炭黑的含硫量和含氧量低，挥发份低，粒径大，可有效保证了制得的减震橡胶的低VOC(挥发性有机化合物)挥发，同时使得减震橡胶的低动静比性能更为优越。
所述步骤(1)中所采用的橡胶防老剂为防老剂3100和防老剂ZMTI。防老剂3100的抗臭氧、抗曲挠龟裂性优良，具有较好的长期防护作用；而防老剂ZMTI的初熔点高，具有非污染性，在天然橡胶和顺丁橡胶中的抗热老化效果显著，与防老剂3100配合应用起到协同效应，确保了制备得到的减震橡胶的长期耐热性，并有效降低了制备得到的减震橡胶的污染性。
所述步骤(1)中所采用的吸收剂为邻苯二甲酸酐。邻苯二甲酸酐是邻苯二甲酸分子内脱水形成的环状酸酐，邻苯二甲酸酐可发生水解、醇解和氨解反应，能够和橡胶硫化促进剂中的分解物或副产物发生反应，降低橡胶的小分子挥发份，从而使得制备得到的减震橡胶具有低VOC排放性能，绿色环保。
所述步骤(1)中所采用的橡胶硫化活化性剂为硬脂酸锌。用硬脂酸锌来替代传统工艺中的硬脂酸和氧化锌作为橡胶硫化活性剂，避免了长期高温环境下硬脂酸的挥发分解，从而使得制备得到的减震橡胶具有低VOC排放性能，绿色环保。
所述步骤(1)中所采用的橡胶硫化促进剂为高熔点非污染的促进剂MBT和促进剂ZDEC。使用高熔点非污染的促进剂MBT和促进剂ZDEC，使得橡胶交联反应充分，制备饿到的减震橡胶的弹性高、耐热性好，同时上述促进剂又属非污染性促进剂类，有效降低了制备得到的减震橡胶的污染性。
所述步骤(1)中所采用的橡胶硫化剂为硫磺。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本方法采用天然橡胶/钕系顺丁橡胶共混胶为基体，其中天然橡胶具有较好的弹性、优良的耐屈挠性能、生热低、滞后损失小的特性；而钕系顺丁橡胶为高顺式-1-4-聚丁二烯橡胶，其耐屈挠性好、回弹性高、生热低、滞后损失小，且与天然橡胶相溶性好，两者共混与补强填料、橡胶防老剂、吸收剂、橡胶硫化活性剂、橡胶硫化促进剂以及橡胶硫化剂配合，可制备得到具有低动静比和高耐热性能的减震橡胶，从而使得制备得到的减震橡胶具有较为优越的减震舒适性和较好的疲劳特性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：一种减震橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)在开炼机上加入85质量份3L等级天然橡胶、15质量份钕系顺丁BR60合成橡胶、25质量份天然气半补强炭黑、5质量份N990炭黑、1质量份防老剂3100、1质量份防老剂ZMTI、2质量份邻苯二甲酸酐、3质量份硬脂酸锌、1质量份促进剂MBT、0.5质量份促进剂ZDEC和0.2质量份硫磺，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通4次，下料出片，得到胶料；
(2)将上述步骤(1)得到的胶料打卷4次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在170℃的硫化温度下，硫化7分钟，得到所需的减震橡胶。
实施例二：一种减震橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)在开炼机上加入75质量份3L等级天然橡胶、25质量份钕系顺丁BR60合成橡胶、40质量份天然气半补强炭黑、20质量份N990炭黑、2质量份防老剂3100、2质量份防老剂ZMTI、3质量份邻苯二甲酸酐、5质量份硬脂酸锌、1.5质量份促进剂MBT、0.5质量份促进剂ZDEC和0.8质量份硫磺，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通6次，下料出片，得到胶料；
(2)将上述步骤(1)得到的胶料打卷6次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在150℃的硫化温度下，硫化13分钟，得到所需的减震橡胶。
实施例三：一种减震橡胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)在开炼机上加入80质量份3L等级天然橡胶、20质量份钕系顺丁BR60合成橡胶、35质量份天然气半补强炭黑、10质量份N990炭黑、1.5质量份防老剂3100、1.5质量份防老剂ZMTI、2.5质量份邻苯二甲酸酐、4质量份硬脂酸锌、1.5质量份促进剂MBT、1质量份促进剂ZDEC和0.5质量份硫磺，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通5次，下料出片，得到胶料；
(2)将上述步骤(1)得到的胶料打卷5次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在160℃的硫化温度下，硫化10分钟，得到所需的减震橡胶。
通过动静态测试、老化测试、污染性测试分别对传统减震橡胶以及经上述三个实施例得到的三种减震橡胶的性能进行对比分析；采用老化试验箱、万能拉伸试验机对传统减震橡胶以及经上述三个实施例得到的三种减震橡胶进行老化前后拉伸强度和扯断伸长率测试；采用橡胶疲劳试验机对传统减震橡胶以及经上述三个实施例得到的三种减震橡胶进行疲劳寿命测试；采用MTS动态仪对传统减震橡胶以及经上述三个实施例得到的三种减震橡胶进行动刚度和静刚度测试；采用丰田TSM1500G-2016第3.20节标准方法对传统减震橡胶以及经上述三个实施例得到的三种减震橡胶进行ΔE*ab测试；得到如下表所示的结果。
Figure BDA0002588894480000041
从上表中的数据可见，通过本方法制备得到的减震橡胶具备低动静比、高耐热、低VOC挥发、绿色环保的特性，且初始拉伸强度、扯断伸长率高，耐疲劳性能好，尤其动静比、耐热性、VOC的挥发性相较传统的减震橡胶具有显著的改进。

Claims (9)

1.一种减震橡胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）在双辊开炼机上加入75-85质量份天然橡胶、15-25质量份钕系顺丁橡胶、30-60质量份补强填料、2-4质量份橡胶防老剂、2-3质量份吸收剂、3-5质量份橡胶硫化活性剂、1.5-2.5质量份橡胶硫化促进剂和0.2-0.8质量份橡胶硫化剂，在50—70℃的加工温度下混炼，薄通4—6次，下料出片，得到胶料；
（2）将上述步骤（1）得到的胶料打卷4—6次，使混炼更加均匀，然后将上述经过打卷后的胶料进行裁剪，放入模具中，在150—170℃的硫化温度下，硫化7—13分钟，得到所需的减震橡胶。
2.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的天然橡胶为浅色的3L等级天然橡胶。
3.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的钕系顺丁橡胶为由意大利埃尼公司生产的钕系顺丁BR60合成橡胶。
4.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的补强填料为以天然气为原料制成的天然气半补强炭黑和采用热裂法制成的N990炭黑。
5.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的橡胶防老剂为防老剂3100和防老剂ZMTI。
6.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的吸收剂为邻苯二甲酸酐。
7.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的橡胶硫化活化性剂为硬脂酸锌。
8.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的橡胶硫化促进剂为高熔点非污染的促进剂MBT和促进剂ZDEC。
9.如权利要求1所述的一种减震橡胶的制备方法，其特征在于所述步骤（1）中所采用的橡胶硫化剂为硫磺。
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