CN112143051B - 一种环保型减震气囊及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：19.5‑22.3份；杜仲橡胶：10‑12份；丁二烯橡胶：23‑28份；氧化锌：1.5‑3.2份；磷脂酸：0.8‑1.3份；橡胶防老剂：3‑3.8份；炭黑：27‑35.5份；增粘树脂：2.2‑3.1份；橡胶专用油：1.8‑2.5份；引发剂：0.5‑1份；促进剂：0.2‑0.35份；防焦剂：0.02‑0.04份；一种环保型减震气囊的生产方法在于：先将天然橡胶、杜仲橡胶和丁二烯橡胶经过塑炼，然后向所得胶料中添加引发剂、促进剂和防焦剂以外的其余助剂密炼，最后添加引发剂、促进剂和防焦剂进一步混炼，再压延成型并硫化得到环保型减震气囊。本发明采用无毒或低毒的助剂取代原先有毒的化学助剂，并且通过杜仲橡胶、天然橡胶和丁二烯橡胶作为主料，综合提高了产品的物理机械性能，控制成本。

Description

一种环保型减震气囊及其生产方法
技术领域
本发明属于橡胶气囊生产技术领域，具体涉及一种环保型减震气囊及其生产方法。
背景技术
减震气囊是为了使车架与车身驾驶室振动迅速衰减，改善汽车行驶平顺性和舒适性而安装在汽车悬架系统上的汽车配件，一般采用橡胶制成。
传统减震气囊采用合成橡胶、天然橡胶和纤维加强层为主要原料，以N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺作为促进剂等化学助剂硫化后制成，具有良好的抗胀强度、弹性和柔韧性，一般使用寿命为3-4年。然而，这种方法生产的减震气囊具有一定的毒性，存在污染环境、危害人体健康的隐患。
发明内容
本发明所要解决的问题是，提供一种环保型减震气囊及其生产方法，通过改善原料使用，降低目前生产的减震气囊携带的毒性，并且延长减震气囊使用寿命，实现回收利用的目的，保护环境。
本发明采用的技术方案是：
一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：19.5-22.3份；杜仲橡胶：10-12份；丁二烯橡胶：23-28份；氧化锌：1.5-3.2份；磷脂酸：0.8-1.3份；橡胶防老剂：3-3.8份；炭黑：27-35.5份；增粘树脂：2.2-3.1份；橡胶专用油：1.8-2.5份；引发剂：0.5-1份；促进剂：0.2-0.35份；防焦剂：0.02-0.04份。
作为本发明的一种优选方案，一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：20.6份；杜仲橡胶：10.4份；丁二烯橡胶：25份；氧化锌：2.12份；磷脂酸：1.2份；橡胶防老剂：3.4份；炭黑：31.4份；增粘树脂：2.8份；橡胶专用油：2.2份；引发剂：0.8份；促进剂：0.25份；防焦剂：0.03份。
优选的，所述橡胶防老剂包括防老剂RD、防老剂4020和防老剂4010NA，并且所述防老剂RD、防老剂4020和防老剂4010NA的质量比为4:5:6。
优选的，所述炭黑包括炭黑N330和炭黑N375，并且炭黑N330和炭黑N375的质量比为1:1.8～2。
优选的，所述引发剂为含20％油的过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，所述促进剂采用促进剂NOBS，所述防焦剂采用N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。
一种环保型减震气囊的生产方法，包括以下工艺流程：
(1)将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼时间10-12min，保持温度为80-85℃；
(2)向步骤(1)的塑炼机中加入杜仲橡胶和丁二烯橡胶，保持90-92℃混炼5-6min；
(3)将步骤(2)混炼好的胶料投入密炼机中以90-92℃密炼1-2min，然后依次加入氧化锌、磷脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防老剂4010NA、炭黑N330、炭黑N375、增粘树脂和橡胶专用油密炼5-6min，温度保持95-97℃；
(4)将步骤(3)密炼所得胶料排放运输至开炼机中，并加入含20％油的过氧化-2-乙基己酸叔丁酯作为引发剂，促进剂NOBS和防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺，80-82℃下炼化3-5min；
(5)将步骤(4)所得胶料压延、压胶片成型后硫化，得到环保型减震气囊。
进一步的，所述步骤(5)的硫化温度为170-175℃，硫化时间9-11min。
相较现有技术，本发明的有益效果是：
(1)采用杜仲橡胶作为主要原料之一，这种橡胶是反式聚异戊二烯，安全无毒，顺应了国际上以反式胶为主，发展长寿命、高强度、安全、节能“绿色制品”的趋势，杜仲橡胶的拉伸强度极限20～28N/mm2，拉断延伸率≤1000％，硬度(IRHD)50～98，耐油性能良好，允许工作温度-50℃～160℃，作为生产原料增强减震气囊强度、解决摩擦发热的问题，适用于恶劣条件，能延长减震气囊使用寿命达到5-6年；
(2)本发明采用橡胶专用油(环烷基橡胶油)替代机油生产，本身和橡胶有良好的相容性、亲和性，减少混炼过程中的动力消耗，提高各辅料均匀分散，有效提高硫化胶的伸长率及回弹性等，并且进一步降低减震气囊的污染性；
(3)炭黑N330和炭黑N375是一种补强性能良好的炭黑，能赋予胶料较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性，在胶料中分散性好，用于生产减震气囊，有效提高产品性能；
(4)本发明采用促进剂NOBS替代促进剂CZ，毒性小，硫化时易分散，硫化后的产品不喷雾、色变小；
(5)防老剂4020除具有良好的抗氧效能外，还有抗臭氧、抗曲挠龟裂和抑制铜、锰等有害金属的作用，其性能与防老剂4010NA相近，但其毒性及对皮肤刺激性比4010NA要小，在水中的溶解特性也比4010NA为佳；防老剂4010分散性好，对硫化无影响，毒性较小；防老剂RD对热和氧引起的老化防护效果极佳，但对屈挠老化防护效果较差；本发明防老剂采用防老剂RD、防老剂4020和防老剂4010NA共同使用，发挥优势、避免劣势，保证抗氧化、抗老化的同时，降低产品毒性；
(6)本发明采用无毒或低毒的助剂取代原先有毒的化学助剂，并且通过杜仲橡胶、天然橡胶和丁二烯橡胶作为主料，综合提高了产品的物理机械性能，控制成本。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明进一步解释说明，但本发明的保护范围不限于此。
具体地，所述原料表示为：
丁二烯橡胶：BR；
含20％油的过氧化-2-乙基己酸叔丁酯：OT-20；
N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺：CTP。
实施例1
一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：20.6份；杜仲橡胶：10.4份；BR：25份；氧化锌：2.12份；磷脂酸：1.2份；防老剂RD：0.9份；防老剂4020：1.13份；防老剂：4010NA：1.36份；炭黑N330：10.5份；炭黑N375:20.9份；增粘树脂：2.8份；环烷基橡胶油：2.2份；OT-20：0.8份；促进剂NOBS：0.25份；CTP：0.03份。
一种环保型减震气囊的生产方法，包括以下工艺流程：
(1)将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼时间10min，保持温度为80℃；
(2)向步骤(1)的塑炼机中加入杜仲橡胶和BR，保持90℃混炼5min；
(3)将步骤(2)混炼好的胶料投入密炼机中以90℃密炼1-2min，然后依次加入氧化锌、磷脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防老剂4010NA、炭黑N330、炭黑N375、增粘树脂和环烷基橡胶油密炼5min，温度保持95℃；
(4)将步骤(3)密炼所得胶料排放运输至开炼机中，并加入OT-20，促进剂NOBS和CTP，80℃下翻炼3min；
(5)将步骤(4)所得胶料压延、压胶片成型后硫化10min，硫化温度为170℃，得到环保型减震气囊。
实施例2
一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：20份；杜仲橡胶：10份；BR：23.4份；氧化锌：1.8份；磷脂酸：1份；防老剂RD：0.8份；防老剂4020：1份；防老剂：4010NA：1.2份；炭黑N330：9份；炭黑N375:18份；增粘树脂：2.3份；环烷基橡胶油：2.1份；OT-20：0.6份；促进剂NOBS：0.22份；CTP：0.02份。
一种环保型减震气囊的生产方法，包括以下工艺流程：
(1)将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼时间10min，保持温度为80℃；
(2)向步骤(1)的塑炼机中加入杜仲橡胶和BR，保持90℃混炼5min；
(3)将步骤(2)混炼好的胶料投入密炼机中以90℃密炼1-2min，然后依次加入氧化锌、磷脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防老剂4010NA、炭黑N330、炭黑N375、增粘树脂和环烷基橡胶油密炼5min，温度保持95℃；
(4)将步骤(3)密炼所得胶料排放运输至开炼机中，并加入OT-20，促进剂NOBS和CTP，80℃下炼化3min；
(5)将步骤(4)所得胶料压延、压胶片成型后硫化10min，硫化温度为170℃，得到环保型减震气囊。
实施例3
一种环保型减震气囊，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：22份；杜仲橡胶：12份；BR：28份；氧化锌：3份；磷脂酸：1.3份；防老剂RD：1.01份；防老剂4020：1.26份；防老剂：4010NA：1.52份；炭黑N330：11份；炭黑N375:22份；增粘树脂：3份；环烷基橡胶油：2.5份；OT-20：1份；促进剂NOBS：0.35份；CTP：0.04份。
一种环保型减震气囊的生产方法，包括以下工艺流程：
(1)将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼时间10min，保持温度为80℃；
(2)向步骤(1)的塑炼机中加入杜仲橡胶和BR，保持90℃混炼5min；
(3)将步骤(2)混炼好的胶料按规定时间停放后投入密炼机中以90℃密炼1min，然后依次加入氧化锌、磷脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防老剂4010NA、炭黑N330、炭黑N375、增粘树脂和环烷基橡胶油密炼5min，温度保持90±5℃；
(4)将步骤(3)密炼所得胶料排放输送至开炼机中，并加入OT-20，促进剂NOBS和CTP，80℃以下翻捣3min后冷却下片；
(5)将步骤(4)所得胶料压延、压胶片成型后硫化10min，硫化温度为170℃，得到环保型减震气囊。
对比例1
一种传统减震气囊，其原料的质量份数为：天然橡胶：23份；合成橡胶：21.5份；氧化锌：2份；炭黑N375：37.65份：二辛脂：20份；硬脂镁：0.8份；促进剂CZ：0.31份；机油：3份；促进剂TMTD：0.1份；防老剂RD：2.5份。
采用上述原料按照本发明生产减震气囊的方法上产减震气囊。
实验操作：
将实施例1-3和对比例1分别生产20个试样，在温度为23℃，相对湿度为58％的条件下对试样的物理机械性能进行测定，取平均值，结果如下：
Figure BDA0002667388910000061
Figure BDA0002667388910000071
试验数据表明，本发明生产的减震气囊，拉伸强度、断裂伸长率、断裂永久变形、硬度和曲挠龟裂明显优于传统方法生产的减震气囊，具有更佳的物理机械性能，使用更安全。
将实施例1-3和对比例1分别生产20个试样，在温度为22℃，相对湿度为55％的条件下对试样的使用性能进行测定，取平均值(参照标准：GB/T13061-91《汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊》、GZ415-28)，结果如下：
Figure BDA0002667388910000072
在上述试验中，实施例1和实施例3进行200次伸缩试验，5次无异常；实施例2进行195次伸缩试验，5次无异常；对比例1进行100次伸缩试验，5次无异常，本发明生产的减震气囊伸缩性大大优于传统减震气囊；此外，本发明的台架寿命试验远远高于传统减震气囊接近200万次，可以看出，本发明生产的减震使用寿命更长久。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种环保型减震气囊，其特征在于，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：19.5-22.3份；杜仲橡胶：10-12份；丁二烯橡胶：23-28份；氧化锌：1.5-3.2份；磷脂酸：0.8-1.3份；橡胶防老剂：3-3.8份；炭黑：27-35.5份；增粘树脂：2.2-3.1份；橡胶专用油：1.8-2.5份；引发剂：0.5-1份；促进剂：0.2-0.35份；防焦剂：0.02-0.04份；其中所述橡胶专用油为环烷基橡胶油；所述引发剂为含20%油的过氧化-2-乙基己酸叔丁酯。
2.根据权利要求1所述的一种环保型减震气囊，其特征在于，包括以下质量份数的组分：天然橡胶：20.6份；杜仲橡胶：10.4份；丁二烯橡胶：25份；氧化锌：2.12份；磷脂酸：1.2份；橡胶防老剂：3.4份；炭黑：31.4份；增粘树脂：2.8份；橡胶专用油：2.2份；引发剂：0.8份；促进剂：0.25份；防焦剂：0.03份。
3.根据权利要求1所述的一种环保型减震气囊，其特征在于：所述橡胶防老剂包括防老剂RD、防老剂4020和防老剂4010NA，并且所述防老剂RD、防老剂4020和防老剂4010NA的质量比为4:5:6。
4.根据权利要求1所述的一种环保型减震气囊，其特征在于：所述炭黑包括炭黑N330和炭黑N375，并且炭黑N330和炭黑N375的质量比为1:1.8~2。
5.根据权利要求1所述的一种环保型减震气囊，其特征在于：所述促进剂采用促进剂NOBS，所述防焦剂采用N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种环保型减震气囊的生产方法，其特征在于，包括以下工艺流程：
将天然橡胶放入塑炼机中进行塑炼时间10-12min，保持温度为80-85℃；
向步骤（1）的塑炼机中加入杜仲橡胶和丁二烯橡胶，保持90-92℃混炼5-6min；
将步骤（2）混炼好的胶料投入密炼机中以90-92℃密炼1-2min，然后依次加入氧化锌、磷脂酸、防老剂RD、防老剂4020、防老剂4010NA、炭黑N330、炭黑N375、增粘树脂和橡胶专用油密炼5-6min，温度保持95-97℃；
将步骤（3）密炼所得胶料排放运输至开炼机中，并加入含20%油的过氧化-2-乙基己酸叔丁酯作为引发剂，促进剂NOBS和防焦剂N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺，80-82℃下炼化3-5min；
将步骤（4）所得胶料压延、压胶片成型后硫化，得到环保型减震气囊。
7.根据权利要求6所述的一种环保型减震气囊的生产方法，其特征在于：所述步骤（5）的硫化温度为170-175℃，硫化时间9-11min。
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