CN113185757A - 一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺，其组成成分包括主体胶、填料和配合剂，主体胶包括天然橡胶，丁苯橡胶和顺丁橡胶，所述填料包括N330炭黑,N550炭黑，N774炭黑，白炭黑10‑20份，所述配合剂包括4010NA 3份，橡胶防老剂（RD）1份，流动剂5份，胶粘剂低分子量聚丁二烯（PB）5份，芳烃油5份，N330炭黑30‑40份,N550炭黑15‑20份，N774炭黑15‑20份，固化剂硫磺（S）2份，N‑环己基‑2苯并噻唑次磺酰胺（CZ）2份，还包括混合型硫化促进剂3份。

Description

一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺

技术领域

本发明涉及减震橡胶技术领域，更具体的说，涉及一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺。

背景技术

减震橡胶除减震性能要求外，最主要的性能是耐疲劳性能。耐疲劳性能的好坏决定了减震橡胶使用寿命的长短。随着汽车质保要求越来越高，车用橡胶减震件寿命要求也越来越高，相应减震件所用橡胶耐疲劳性能也要求越来越高。另外，橡胶减震件生产大多采用橡胶注射成型机，橡胶注射成型机要求所用橡胶混炼胶具有良好的流动性，混炼胶良好的流动性可以确保橡胶减震件制品生产有高合格率及高的生产效率。

现有技术中，减震橡胶一般采用主体胶和填料混炼而成，主体胶常用的成分有天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶（BR），天然橡胶本身就具备了较高的耐磨性能，丁苯橡胶具有较好的流动性能，顺丁橡胶的耐疲劳性能比较好，但将天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶三者进行混合形成合成胶时，该合成胶的性能很难兼具耐磨、耐疲劳和高流动性，其主要原因在于相容性问题，在丁苯橡胶和顺丁橡胶中经常使用白炭黑作为填料对橡胶的强度进行补强，但是天然橡胶与白炭黑的混炼存在着较大的问题。具体来说，橡胶混炼的传统做法是将干橡胶和白炭黑在混炼机中利用强大的机械作用和加热作用使得白炭黑逐渐揉入橡胶烃中，白炭黑在橡胶烃随着炼胶的时间而逐渐分散，但白炭黑与天然橡胶两者的表面极性较大，此外天然橡胶较高的门尼粘度和白炭黑巨大的表面积都使得两者很难均匀混炼。

目前，解决该问题的途径包括两个方向，其中一个方向是增强白炭黑自身的性能，例如在《填充剂种类对天然橡胶填充胶耐磨性的影响》（朱永康;Edward R.Terrill;BarryPalmer;Jonathan Martens;;填充剂种类对天然橡胶填充胶耐磨性的影响[J];现代橡胶技术;2018年02期）中就介绍了一种由美国PPG公司开发出的商品名为"Agilon"的高性能白炭黑填充剂,其为与天然橡胶胶料相关的混炼问题(硅烷化阶段所需的高混炼温度)提供了一条途径。简单来说，它是通过对白炭黑进行改性，提升白炭黑的分散性能，使得白炭黑能够更均匀地与天然橡胶混炼，但是，过度提升白炭黑分散性能的一个副作用就是会降低整个胶料的动态性能（耐疲劳、流动性）。

另一大方向是对混炼的工艺进行改进，即采用湿法混炼，在混炼过程中加入蒸馏水，待分散均匀后再絮凝干燥生成混炼胶。但传统沉淀法制成的白炭黑纳米填料的表面含有硅醇基和羟基，这些基团会使填料具有吸水性和极性，其在后续橡胶的硫化过程中会造成橡胶胶料的硫化过程延长，硫化速率减慢，造成欠硫现象（影响硫化工艺过程的主要因素：1、硫磺用量。其用量越大，硫化速度越快，可以达到的硫化程度也越高。硫磺在橡胶中的溶解度是有限的，过量的硫磺会由胶料表面析出，根据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%，在半硬质胶中用量一般为20%左右，在硬质胶中的用量可高达40%以上。2、硫化温度。若温度高10℃，硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体，制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。3、硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短，硫化程度不足即欠硫。时间过长，硫化程度过高即为过硫。只有适宜的硫化程度（俗称正硫化），才能保证橡胶制品的最佳的综合性能）。

为此，在《用硅烷化白炭黑纳米填料制备橡胶胶料的方法》（朱永康 《橡胶参考资料》 2007年06期 期刊）中就记载了一种用硅烷化白炭黑纳米填料制备橡胶胶料的方法，硅烷化白炭黑纳米填料能克服沉淀法白炭黑的缺点，不对橡胶胶料的硫化过程造成任何干扰。但是，在混合过程中如果使用硅烷偶联剂（TESPD）对二氧化硅表面进行改性，在密炼机中同时混合二氧化硅、有机硅烷和橡胶。在此过程中，会发生两个化学反应：（i）有机硅烷与二氧化硅表面的结合和（ii）硅烷与橡胶之间的反应。这种混合方法存在以下缺点：需要额外的步骤来确保硅烷和二氧化硅之间的反应的最终完成，由此会导致较长的混合时间，而且硅烷化反应会产生副产物的乙醇，乙醇会导致挤出物表面出现气孔，影响整个橡胶胶料的气密性，同时，硅烷化反应产生的酸性基团（如硅醇和硅氧烷）的存在会吸收碱性硫化促进剂，减慢硫化过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其组成成分包括主体胶、填料和配合剂，所述主体胶包括3L天然橡胶（NR）76-80份，丁苯橡胶（SBR1502）10-12份和顺丁橡胶（BR）10-12份，所述丁苯橡胶和顺丁橡胶呈1:1配置，所述填料包括N330炭黑 30-40份 ,N550炭黑15-20份，N774炭黑 15-20份，白炭黑10-20份，所述配合剂包括4010NA 3份，橡胶防老剂（RD）1份，流动剂 5份，胶粘剂低分子量聚丁二烯（PB）5份，芳烃油 5份，固化剂硫磺（S）2份，后效性硫化促进剂N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（CZ）2份，还包括混合型硫化促进剂3份，该混合型硫化促进剂能与白炭黑充分反应，且可以减少固化剂在填料表面的吸附。

作为本发明的改进，所述混合型硫化促进剂包括1：1：1混合配置的2-巯基苯并噻唑(MBT), 对称二苯胍(DPG)和附加活化剂。

作为本发明的进一步改进，所述附加活化剂的组分包括水性醇酸树脂70份，乙二醇丁醚溶剂7-8份，硅酸镁铝5份，磷酸锌30份，消泡剂2份，28%浓度的氢氧化铵至少2份，三乙醇胺1-2份以及蒸馏水120-150份，将上述组分放入球磨机中混合，混合过程中，通过调节28%浓度的氢氧化铵添加量将溶液PH值始终控制在8.0-8.5范围，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锌。

作为本发明的更进一步改进，所述附加活化剂的组分包括水性醇酸树脂180份，乙二醇丁醚溶剂39份，二乙二醇丁醚溶剂5份，催干剂1-2份，锰1-2份，钴1-2份，炔二醇表面活性剂2份，28%浓度的氢氧化铵8份以及蒸馏水370-380份，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锰。

作为本发明的再进一步改进，所述炔二醇表面活性剂中包含50%的炔二醇和50%的2-丁氧基乙醇。

作为本发明的优选，还包括少量活化剂，所述活化剂可以为氧化锌或硬脂酸。

作为本发明的具体技术方案，所述纳米二氧化硅为改性二氧化硅，以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到改性二氧化硅。

作为本发明的改进，所述改性剂包括硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物（TESPD）和覆盖剂十六烷基三甲氧基硅烷（CA）。

一种制备上述高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶的工艺，包括有如下步骤：

1）、二氧化硅预硅烷化，以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到改性二氧化硅；

2）、配料，将主体胶和填料按配方称量出所需的份数，随后将它们与纤维材料、金属材料均匀混合在一起形成生胶，其中，纤维材料和金属材料是作为骨架使用，以增强生胶的机械强度、防止变形；

3）、塑炼，将生胶放入炼胶机中进行塑炼，使得生胶中的长链橡胶分子降解，由高弹性状态转变为可塑状态；

4）、混炼，将塑炼后的生胶与配合剂一起放入密炼机中进行混炼形成混炼胶，在混炼的过程中，通过密炼机的搅拌，使得配合剂完全、均匀地分散在生胶中形成混炼胶；

5）、成型，将混炼胶放入注射机进行加热，然后由注射机提供压力将混炼胶注射入成型模具中进行成型；

6）、硫化。

作为上述制备工艺的改进，在步骤3）中，在密炼机的出料口上连接着传输带，传输带将混炼胶传输至螺杆挤出机上挤出成胶带，随后将胶带放入翻胶装置中翻胶冷却，最后待胶带冷却后取片。

相比于现有技术，本方案的有益效果如下：

1、它通过在混炼过程中添加能促进硅烷与二氧化硅充分反应的混合型硫化促进剂，以此缩短硫化过程中二氧化硅硅烷化的时间，进而缩短整个硫化过程中原料的相互反应时间，提升硫化效率，而硫化效率的提升有助于实现橡胶胶料的正硫化，保证橡胶的最佳综合性能，同时该硫化促进剂还能与乙醇产生反应，消除硅烷化反应的副产物，减少气孔的出现，提升整个橡胶胶料的气密性；

2、对白炭黑（二氧化硅）在混炼过程前就采用预硅烷化工序进行改性，这种预硅烷化处理是针对白炭黑填料独立进行的，白炭黑的这种预改性避免了额外的混合步骤和混合过程中乙醇释放的处理。此外，由于在化学反应过程中缺少复杂的橡胶基体，避免了副反应，因此可以显著提升硅烷化的效率。

具体实施方式

下面通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。

本实施例公开了一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其组成成分包括主体胶、填料和配合剂，所述主体胶包括3L天然橡胶（NR）76-80份，丁苯橡胶（SBR1502）10-12份和顺丁橡胶（BR）10-12份，天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子式是(C5H8)n，其成分中91%-94%是橡胶烃(聚异戊二烯)，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶一般是在橡胶树上直接采集后，经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶的优点是：弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶，缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质。丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀，缺点是:弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差，加工性能差，特别是自粘性差（门尼粘度低，即流动性高）、生胶强度低。故在本实施例中添加丁苯橡胶主要用来增强主体胶的耐磨度、流行性。顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物，顺丁橡胶与天然橡胶和丁苯橡胶相比，具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐曲挠性（耐疲劳性）和动态性能好等特点，主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强度低，加工性能稍差，故必须和其他胶种并用。同时在天然橡胶中混入丁苯橡胶和顺丁橡胶，在与填充剂充分混炼的前提下，能使得三者混合形成的主体胶兼具高耐磨性、高耐疲劳性和高流动性。

表1对5个实施例的橡胶制品的耐疲劳性能进行了测试，5个实施例中的主体胶均包括NR、SBR和BR，但三种胶料的份数比例存在差异，表1中的测试采用的实验设备为扬州市赛思检测设备有限公司生产的橡胶耐疲劳试验机，型号为SMT-4009。

试验原理：通过对多个实施例的减震橡胶制品进行周期性的往复加载，在定应变的情况下，确定制品出现疲劳破坏（表面出现龟裂）时加载的次数，次数越多则说明耐疲劳性能越好。

试验环境：

1、周围环境无震动、无腐蚀性介质;

2、环境温度在10℃-35℃的范围内;

3、在稳固的基础上正确安装，优先安装在水平的实心工作台面上;

4、相对湿度30%-85%;

5、电源电压的误差为额定电压的±10 %；

6、频率1Hz，振幅±4mm。

表1：橡胶制品的耐疲劳性能测试实验数据

由表1可见，SBR的含量对合成胶的耐疲劳性能呈反比影响，SBR含量越多，则合成胶的耐疲劳性能越差,NR含量的增加能提高合成胶的耐疲劳性能，比较表1中的实施例1和实施例4可知，添加BR以后，合成胶的耐疲劳性能能够显著提高，但是，BR并不是用量越多耐疲劳性越好，结合试验数据可知，10-12份的用量对耐疲劳性的提升最为显著，且由于SBR会降低耐疲劳性，10份SBR和10份BR并用时合成胶的耐疲劳性最佳。

表2对5个实施例的合成胶的流动性进行了测试，5个实施例中的主体胶均包括NR、SBR和BR，但三种胶料的份数比例存在差异，表2中的测试采用的实验设备为橡胶注射成型机和德国MonTech公司制造的型号为MV3000的门尼粘度仪。

试验原理：用橡胶注射成型机测试混炼胶注射时间，用门尼粘度仪测混炼胶门尼值，用以评估混炼胶流动性。按照GB 1232标准规定，转动(门尼)粘度以符号Z100℃ 1+4 表示。其中Z--转动粘度值;1--预热时间为1min;4--转动时间为4min;100℃--试验温度为100℃。在我国通常以ML100℃1+4或MS100℃1+4来表示。其中M表示门尼，L表示用大转子，S表示用小转子。1表示预热1分钟，4表示试验4分钟。门尼数值越大，表示粘度越大，其可塑性越低，流动性越差，而在橡胶注射成型机中，注射时间越长则代表流动性越差。

表2：橡胶制品的流动性能测试实验数据

由表2可知，NR本身的流动性较差，在添加了SBR后能显著提升合成胶的流动性（参考表2中的实施例2、3、5），BR的添加对合成胶的整体流动性影响不大，对比表2中的实施例2和实施例3可知，添加10分SBR和添加20份SBR两者的流动性差异不大，故结合表1，优选了NR80份，SBR10份，BR10份为第一配比方案，优选了NR76份，SBR12份，BR12份为第二配比方案，第一和第二配比方案均为兼具高耐磨性、流动性和耐疲劳性的优选方案，相对于来说，第一配比方案的耐疲劳性要略优于第二配比方案，第二配比方案的流动性要略优于第一配比方案，故根据实际产品需求确定主体胶的最优配比区间范围为：天然橡胶（NR）76-80份，丁苯橡胶（SBR）10-12份和顺丁橡胶（BR）10-12份，其中，天然橡胶选用的是产地为越南的3L天然胶，丁苯橡胶选用的是SBR1502型（SBR－1500是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种，生胶的粘着性和加工性能均优，硫化胶的耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR－1502是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型品种，其性能与SBR－1500相当，有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能），顺丁橡胶选用的是朗盛公司生产CB-22型。

在确定了主体胶的配比方案后，再确定填料的配比。

在本实施例中，所述填料包括N330炭黑 30-40份,N550炭黑15-20份，N774炭黑15-20份，白炭黑10-20份，N330炭黑是应用最为广泛的高耐磨型炉黑，能赋予胶料较好的拉伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性，此外，选用N330炭黑的另一个原因在于N330炭黑在后续硫化过程中对主体胶的化学交联影响不大，这在期刊《特种橡胶制品》2016年2月第1期刊登的论文《炭黑N330对NR化学交联的影响》中已经给出了相关的实验数据来进行佐证。N774炭黑又称非污染高定伸半补强炉黑，N774是一种软质炭黑，使用N774炭黑的胶料工艺性能好，填充量也可以很高，其生成的硫化胶的弹性高，生热低，动态性能良好。白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，白炭黑可以替代炭黑对主体胶进行补强，但普通白炭黑与天然橡胶混炼时两者的相容性不佳，这是由于白炭黑与天然橡胶两者的表面极性较大，此外天然橡胶较高的门尼粘度和白炭黑巨大的表面积都使得两者很难均匀混炼。所以需要对白炭黑进行改性，通过加入硅烷偶联剂使得白炭黑表面的硅醇基与硅烷偶联剂中疏水基团水解生成的烷氧基之间发生脱水反应，提高了白炭黑表面疏水性，从而减弱了白炭黑粒子间的团聚程度，增强了白炭黑与橡胶的相互作用。同时在硫化过程中硅烷偶联剂的疏水基团与橡胶基质的活性基团化学键接形成“桥梁”稳定连接橡胶基体与白炭黑。

在本发明的背景技术中已经提及了一种改性二氧化硅，该产品通过提升白炭黑的分散性能，使得白炭黑能够更均匀地与天然橡胶混炼，但是，过度提升白炭黑分散性能的一个副作用就是会降低整个胶料的动态性能（耐疲劳、流动性）。所以，在本实施例中对此做出了一定的改进，以抑制上述改性二氧化硅的副作用，具体来说，在本实施例中，是在填料与主体胶进行混炼前对白炭黑进行了预硅烷化处理，这种预硅烷化处理是针对白炭黑填料独立进行的，白炭黑的这种预改性避免了额外的混合步骤和混合过程中乙醇释放的处理。此外，由于在化学反应过程中缺少复杂的橡胶基体，避免了副反应，因此可以显著提升硅烷化的效率。

预硅烷化处理过程是以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到改性二氧化硅。在本实施例中，改性剂选用的是硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物（TESPD）和覆盖剂十六烷基三甲氧基硅烷（CA），现有对白炭黑进行硅烷化的过程中一般只采用TESPD作为偶联剂，然而在使用预改性二氧化硅作为填料的橡胶混炼过程中，会在改性二氧化硅上生成新的未改性表面，这种新的未改性二氧化硅表面的形成可能导致大团簇的形成，通过在混合过程中加入额外的覆盖剂，这种硅烷可以覆盖新的未改性表面。具体来说，本实施例通过在混炼过程中同时添加TESPD和覆盖剂CA，CA能形成具有长烷基链的单官能团硅烷，从而以更高程度覆盖新生成的二氧化硅表面。通过添加CA，粒子-粒子相互作用减少，从而获得较低的佩恩效应和在橡胶基体中具有更好的分散性。正如上文所说，过度提升白炭黑分散性能的一个副作用就是会降低整个胶料的动态性能（耐疲劳、流动性），故在本实施例中还添加着TESPD，由于TESPD的存在，使得后续混炼的过程中二氧化硅能和橡胶之间形成共价键，从而增加了整体交联密度。即通过添加TESPD和CA的组合，使得预硅烷化得到的改性二氧化硅在混炼过程中与橡胶生成的混合物在机械性能和交联密度方面均表现出最佳性能。

在解决了白炭黑与天然橡胶的相容性问题后，还需要解决硫化反应效率的问题。针对于此，本实施例是在配合剂中添加了3份混合型硫化促进剂。

混合型硫化促进剂包括1：1：1混合配置的2-巯基苯并噻唑(MBT), 对称二苯胍(DPG)和附加活化剂。MBT是一种传统的橡胶硫化促进剂，它在硫化过程中能与硫磺S发生交联，DPG也是一种常用的中性硫化促进剂，MBT和DPG的配合使用对硫化胶的硫化特性和力学性能提升能起到协同作用。但MBT只能提供中等固化率，而DPG的固化率相当缓慢，针对于此，混合型硫化促进剂中还添加了附加活化剂。

附加活化剂的组分包括两个方案，方案1：包含水性醇酸树脂70份，乙二醇丁醚溶剂7-8份，硅酸镁铝5份，磷酸锌30份，消泡剂2份，28%浓度的氢氧化铵至少2份，三乙醇胺1-2份以及蒸馏水120-150份，将上述组分放入球磨机中混合，混合过程中，通过调节28%浓度的氢氧化铵添加量将溶液PH值始终控制在8.0-8.5范围，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锌。

方案2：包括水性醇酸树脂180份，乙二醇丁醚溶剂39份，二乙二醇丁醚溶剂5份，催干剂1-2份，锰1-2份，钴1-2份，炔二醇表面活性剂2份，28%浓度的氢氧化铵8份以及蒸馏水370-380份，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锰。

在方案1中，硅酸镁铝是作为稳定剂使用，其能增加橡胶制品的交联密度，但由于其在橡胶表面容易引起稠状气泡，且硅酸镁铝在高温下易燃，故在方案1中添加了消泡剂以及磷酸锌，磷酸锌为一种阻燃剂，能防止硫化反应中的硫磺以及前述的硅酸镁铝在高温环境下起火烧伤橡胶表面。而在方案2中，同时添加了乙二醇丁醚溶剂和二乙二醇丁醚溶剂，相比于乙二醇丁醚溶剂，二乙二醇丁醚溶剂的化学稳定性更强（反应需要2mol丁醇,有两个醚基，而乙二醇丁醚是单丁醚反应需要1mol丁醇,有1个醚基），故不需要再添加稳定剂。炔二醇表面活性剂也具有消泡作用，故等同于方案1的消泡剂。炔二醇表面活性剂中包含50%的炔二醇和50%的2-丁氧基乙醇，2-丁氧基乙醇起到润湿的作用，用于保持胶料表面的润湿度。

两个方案最终的目的都是形成二苄基二硫代氨基甲酸盐（二苄基二硫代氨基甲酸锌或二苄基二硫代氨基甲酸锰），二苄基二硫代氨基甲酸盐可以与改性二氧化硅相互作用，加速硫磺与生胶的交联反应。具体来说，由于二氧化硅表面具有大量的硅醇基和硅氧键，硅醇基表现出强烈的极性，是二氧化硅团聚为团簇的热力学驱动力来源，硅氧键相对于硅醇基来说极性要低得多，主要表现出非极性，是二氧化硅对非极性聚合物具有一定物理吸附作用的主要原因,而二苄基二硫代氨基甲酸盐具有两个苄基，一个二硫代氨基和一个锌离子，二硫代氨基可以与橡胶分子链形成改性多硫化二硫代氨基改性橡胶分子链侧挂基团，而苄基、锌离子和二氧化硅表面大量的硅醇基团发生氢键和配位键的作用而黏附在填料表面，从而在胶料表面形成一个过渡层，该过渡层靠近橡胶表面的部分主要是以硫磺交联键为主，而在靠近填料的部分则是形成了一个非均匀性的交联网络结构，由此加速硫磺与生胶的交联反应。

此外，由于混合型硫化促进剂中含有消泡剂，它也有助于减少固化剂硫磺在填料表面的吸附（硫磺在橡胶中的溶解度是有限的，过量的硫磺会由胶料表面析出）。

此外，配合剂还包括4010NA 3份，橡胶防老剂（RD）1份，RD和4010NA均为橡胶防老剂。还有5份流动剂，流动剂采用的是M50，M50的主要成分为过氧化甲乙酮，以及胶粘剂低分子量聚丁二烯（PB）5份，芳烃油 5份，固化剂硫磺（S）2份，后效性硫化促进剂N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（CZ）2份。

另外，在本实施例中还公开了一种制备上述高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶的工艺，包括有如下步骤：

1）、二氧化硅预硅烷化，以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到改性二氧化硅；

2）、配料，将主体胶和填料按配方称量出所需的份数；

3）、塑炼，将生胶放入炼胶机中进行塑炼，使得生胶中的长链橡胶分子降解，由高弹性状态转变为可塑状态；

4）、混炼，将塑炼后的生胶与配合剂一起放入密炼机中进行混炼形成混炼胶，在混炼的过程中，通过密炼机的搅拌，使得配合剂完全、均匀地分散在生胶中形成混炼胶；

5）、成型，将混炼胶放入注射机进行加热，然后由注射机提供压力将混炼胶注射入成型模具中进行成型；

6）、硫化。

作为上述制备工艺的改进，在步骤3）中，在密炼机的出料口上连接着传输带，传输带将混炼胶传输至螺杆挤出机上挤出成胶带，随后将胶带放入翻胶装置中翻胶冷却，最后待胶带冷却后取片，这种结构设计的优点在于用螺旋挤出机对混炼胶进行挤出的过程同时也是一个对混炼胶进行冷却的过程，混炼胶与金属挤出机构可以进行热传导从而对混炼胶快速降温，相比于现有技术中采用时效处理配合翻胶机对胶料进行翻胶冷却降温的方式，采用螺旋挤出机可以直接在生产线上对混炼胶进行不停机降温，效率更高，自动化程度也更高。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：其组成成分包括主体胶、填料和配合剂，所述主体胶包括3L天然橡胶（NR）76-80份，丁苯橡胶（SBR1502）10-12份和顺丁橡胶（BR）10-12份，所述丁苯橡胶和顺丁橡胶呈1:1配置，所述填料包括N330炭黑 30-40份 ,N550炭黑15-20份，N774炭黑 15-20份，白炭黑10-20份，所述配合剂包括4010NA 3份，橡胶防老剂（RD）1份，流动剂 5份，胶粘剂低分子量聚丁二烯（PB）5份，芳烃油 5份，固化剂硫磺（S）2份，后效性硫化促进剂N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺（CZ）2份，还包括混合型硫化促进剂3份，该混合型硫化促进剂能与白炭黑充分反应，且可以减少固化剂在填料表面的吸附。

2.根据权利要求1所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述混合型硫化促进剂包括1：1：1混合配置的2-巯基苯并噻唑(MBT), 对称二苯胍(DPG)和附加活化剂。

3.根据权利要求2所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述附加活化剂的组分包括水性醇酸树脂70份，乙二醇丁醚溶剂7-8份，硅酸镁铝5份，磷酸锌30份，消泡剂2份，28%浓度的氢氧化铵至少2份，三乙醇胺1-2份以及蒸馏水120-150份，将上述组分放入球磨机中混合，混合过程中，通过调节28%浓度的氢氧化铵添加量将溶液PH值始终控制在8.0-8.5范围，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锌。

4.根据权利要求2所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述附加活化剂的组分包括水性醇酸树脂180份，乙二醇丁醚溶剂39份，二乙二醇丁醚溶剂5份，催干剂1-2份，锰1-2份，钴1-2份，炔二醇表面活性剂2份，28%浓度的氢氧化铵8份以及蒸馏水370-380份，混合后能生成二苄基二硫代氨基甲酸锰。

5.根据权利要求4所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述炔二醇表面活性剂中包含50%的炔二醇和50%的2-丁氧基乙醇。

6.根据权利要求2所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：还包括少量活化剂，所述活化剂可以为氧化锌或硬脂酸。

7.根据权利要求1所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述白炭黑为改性二氧化硅，以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到所述改性二氧化硅。

8.根据权利要求7所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶，其特征在于：所述改性剂包括硅烷偶联剂双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物（TESPD）和覆盖剂十六烷基三甲氧基硅烷（CA）。

9.一种制备如权利要求1所述的高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶的工艺，包括有如下步骤：

1）、二氧化硅预硅烷化，以甲苯为反应介质，将二氧化硅原料与改性剂在甲苯中混合，然后加热至80℃，并放置至少24小时，然后过滤样品并在烘箱中干燥得到改性二氧化硅；

2）、配料，将主体胶和填料按配方称量出所需的份数；

3）、塑炼，将生胶放入炼胶机中进行塑炼，使得生胶中的长链橡胶分子降解，由高弹性状态转变为可塑状态；

4）、混炼，将塑炼后的生胶与配合剂一起放入密炼机中进行混炼形成混炼胶，在混炼的过程中，通过密炼机的搅拌，使得配合剂完全、均匀地分散在生胶中形成混炼胶；

5）、成型，将混炼胶放入注射机进行加热，然后由注射机提供压力将混炼胶注射入成型模具中进行成型；

6）、硫化。

10.根据权利要求9所述的制备工艺，其特征在于：在步骤3）中，在密炼机的出料口上连接着传输带，传输带将混炼胶传输至螺杆挤出机上挤出成胶带，随后将胶带放入翻胶装置中翻胶冷却，最后待胶带冷却后取片。