CN114276589B - 一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶及其加工工艺，橡胶包括以下重量份的原料：天然橡胶60～80份、杜仲橡胶5～10份、热塑性硫化橡胶TPV5～10份、快压出碳黑10～20份、半补强碳黑20～30份、白碳黑10～20、石蜡油5～15份、氧化锌5～8份、硬脂酸1～2份、石蜡3～5份、硅烷偶联剂2～3份、防老剂3～5份、聚四氟乙烯4～8份、润滑剂2～3份、硫磺2～3份、促进剂1～2份。橡胶与金属件之间具有一层均匀的低摩擦系数的包膜，橡胶与金属件之间的摩擦力小，降低橡胶磨耗以及与金属件之间的摩擦噪音。

Description

一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶及其加工工艺

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶及其加工工艺。

背景技术

副车架限位块是保证车身稳定驾驶舒适度的重要配件。它直接承受了汽车向下的总重量和地面的反弹力，缓冲不平路面对车身造成的冲击，衰减汽车在行驶中的振动，保持行驶的舒适性，与副车架衬套向结合，保证汽车行驶稳定性。橡胶以优越的回弹性、耐屈挠性能、被广泛应用在底盘系统车身衔接部位，用于缓冲吸振。在底盘衔接处常用的是副车架限位块类天然橡胶制品，由于在运动工作过程中会有上下碰撞现象，易出现橡胶表面和金属表面摩擦产生异响声音。长期行驶会有雨水污染，导致副车架限位块金属部分生锈。

现有技术中，申请公布号为CN112876756A的发明专利，公开了一种梯度自润滑橡胶材料及其制备方法，该梯度自润滑橡胶材料按重量份计包括100份基体橡胶、20～80份炭黑、10～50份增塑剂、3～20份润滑剂、2～10份氧化锌、1～3份硬脂酸、2～5份防老剂、0.5～10份促进剂、1～5份硫化剂。润滑剂为油酸酰胺、芥酸酰胺、微晶蜡的混合物，其中，所述油酸酰胺、芥酸酰胺、微晶蜡按重量比(3～4):(1.5～2.5):(0.5～1.5)进行复配。该梯度自润滑橡胶材料仅含有小分子的润滑剂，润滑剂在受到挤压时迅速喷出，可起到短时的润滑作用，待润滑剂消耗，润滑效果不佳。申请公布号为CN103131064A的发明专利，公开了一种高硬度低压变自润滑汽车横向稳定杆用橡胶衬套，该高硬度低压变自润滑汽车横向稳定杆用橡胶衬套由下述质量份的原料制备而成：顺丁橡胶：50-70，丁苯橡胶：40-65，氧化锌：5-8，硬脂酸：1-3，硅烷偶联剂Si-69：1-3，防老剂：3-9，流动助剂Disperaid4A：2-5，石蜡FLY-3：1-5，油酸酰胺CP：10-20，炭黑：65-105，芳烃油790：3-10，硫磺：1-2，促进剂CBS：1-1.5，促进剂TMTD：0.3-0.8，防焦剂CTP：0.1-0.3。该高硬度低压变自润滑汽车横向稳定杆用橡胶衬套同样是含有小分子的润滑剂，润滑剂在受到挤压时迅速喷出，可起到短时的润滑作用，待润滑剂消耗，润滑效果不佳。申请公布号为CN104130436A的发明专利，公开了一种自润滑耐磨丁腈橡胶的制备方法，该方法包括如下步骤：在丁腈橡胶混炼过程中，加入橡胶基础配方2-6wt％的减磨填料，混炼25-30min后，再在150℃下，硫化10min，得到橡胶半成品；在橡胶半成品的表面喷涂、固化固体润滑涂层材料，得到自润滑耐磨丁腈橡胶。该方法添加了粉状的减磨填料，减磨填料为氢氧化镁、氧化铝，该减磨填料导电，可能会减弱橡胶的导电性能。

随着汽车行业整体质量的提高和用户舒适度、审美观念要求的提高，传统天然胶材料制作的副车架限位块，已经不能满足汽车行业和用户要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，耐磨性强且具有良好的自润滑效果。

本发明的另一个目的是提供一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下重量份的原料：天然橡胶60～80份、杜仲橡胶5～10份、热塑性硫化橡胶TPV5～10份、快压出碳黑10～20份、半补强碳黑20～30份、白碳黑10～20、石蜡油5～15份、氧化锌5～8份、硬脂酸1～2份、石蜡3～5份、硅烷偶联剂2～3份、防老剂3～5份、聚四氟乙烯4～8份、润滑剂2～3份、硫磺2～3份、促进剂1～2份。

进一步地，所述热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为100～120μm；热塑性硫化橡胶TPV的硬度为HA54～58。

进一步地，所述聚四氟乙烯的颗粒粒径为50～80μm。

进一步地，所述润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺。

进一步地，所述防老剂为防老剂RD或防老剂4010NA。

进一步地，所述白碳黑为175GR白碳黑；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C；硫磺为硫磺S80；促进剂为促进剂TMTD。

上述车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工方法，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将配方量的天然橡胶和杜仲橡胶混炼，然后加入配方量的氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼，最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼后排胶，得到一段胶；

S2、二段混炼：将一段胶停放后加入硫磺、促进剂混炼后排胶，得到终炼胶；

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，得到硫化成品。

进一步地，所述一段混炼的方法为：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼20～30s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至80～90℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至100～110℃，提上顶栓一次，时间为10～20s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至140～160℃后排胶，在120℃～130℃时提上顶栓一次，时间为10～20s。

进一步地，所述二段混炼的方法为：将一段胶停放8～16h后加入硫磺、促进剂混炼至100～120℃后排胶，得到终炼胶。

进一步地，将终炼胶成型后送入硫化机，在150～160℃硫化5～7min，即得。

本发明的有益效果：

本发明的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，添加的热塑性硫化橡胶TPV，可以提高橡胶的弹性以及耐磨性。聚四氟乙烯可以提高橡胶的耐磨性以及自润滑性。添加的润滑剂可以自橡胶内迁移出，在橡胶表面形成均匀的、低摩擦系数的包膜，提高橡胶的润滑性，机械运动过程中，减少车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶与金属件摩擦时的摩擦力，降低橡胶磨耗以及橡胶与金属件之间的摩擦噪音，能有效避免异响的产生。橡胶的绝缘性能较好，防锈能力有所提高。使用此车用副车架限位块，可提高汽车使用寿命长、舒适度。

本发明的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，热塑性硫化橡胶TPV以及聚四氟乙烯在添加时均呈颗粒状，二者均耐高温，以微粒状态混在橡胶中，因微粒的存在，油酸酰胺以及芥酸酰胺等小分子的润滑剂在迁出时，会受到阻碍，延缓润滑剂的迁出，使得润滑剂逐渐向外迁出，延长润滑剂的润滑时间。热塑性硫化橡胶TPV和聚四氟乙烯与橡胶之间有微缝隙，部分润滑剂在不承受载荷时，可以回流至橡胶内，使得润滑剂可以反复使用，也可以延长润滑剂的使用时间。润滑剂的润滑时间延长后，可使得车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶长期处在润滑状态，提高其自润滑能力，减小摩擦力，降低橡胶磨耗以及橡胶与金属件之间的摩擦噪音。

本发明的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，天然橡胶与杜仲橡胶配合使用，可以提高橡胶的弹性以及耐磨性。

本发明的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，硅烷偶联剂可对白碳黑进行表面改性，从而使得改性的白碳黑对橡胶进行绝缘改性，增加橡胶耐绝缘性能。

本发明的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，不同粒径的碳黑并用，在保证加工性能的同时保持材料的绝缘性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下原料：天然橡胶60kg、杜仲橡胶5kg、热塑性硫化橡胶TPV8kg、快压出碳黑10kg、半补强碳黑20kg、白碳黑10、石蜡油5kg、氧化锌5kg、硬脂酸1kg、石蜡3kg、硅烷偶联剂2kg、防老剂3kg、聚四氟乙烯5kg、润滑剂3kg、硫磺2kg、促进剂2kg。

热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为100μm；热塑性硫化橡胶TPV的型号为121-50M100，硬度为HA54。

聚四氟乙烯的颗粒粒径为50μm。

润滑剂为油酸酰胺。

防老剂为防老剂RD。

白碳黑为沉淀法白碳黑为175GR白碳黑。

硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C。

硫磺为硫磺S80。

促进剂为促进剂TMTD。

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼20s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至90℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至110℃，在110℃时提上顶栓一次，时间为10s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至140℃后排胶，在120℃时提上顶栓一次，时间为20s。

S2、二段混炼：将一段胶停放16h后加入硫磺、促进剂混炼至100℃后排胶，得到终炼胶。

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，在150℃硫化7min，即得。

实施例2

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下原料：天然橡胶70kg、杜仲橡胶10kg、热塑性硫化橡胶TPV10kg、快压出碳黑15kg、半补强碳黑25kg、白碳黑15kg、石蜡油10kg、氧化锌5kg、硬脂酸1kg、石蜡4kg、硅烷偶联剂3kg、防老剂4kg、聚四氟乙烯4kg、润滑剂2kg、硫磺3kg、促进剂1kg。

热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为110μm；热塑性硫化橡胶TPV的型号为281-55MED，硬度为HA59。

聚四氟乙烯的颗粒粒径为80μm。

润滑剂为油酸酰胺。

防老剂为防老剂4010NA。

白碳黑为沉淀法白碳黑为175GR白碳黑。

硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C。

硫磺为硫磺S80。

促进剂为促进剂TMTD。

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼30s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至80℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至110℃，在110℃时提上顶栓一次，时间为20s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至160℃后排胶，在120℃时提上顶栓一次，时间为10s。

S2、二段混炼：将一段胶停放8h后加入硫磺、促进剂混炼至120℃后排胶，得到终炼胶。

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，在160℃硫化5min，即得。

实施例3

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下原料：天然橡胶80kg、杜仲橡胶8kg、热塑性硫化橡胶TPV5kg、快压出碳黑20kg、半补强碳黑30kg、白碳黑20、石蜡油15kg、氧化锌8kg、硬脂酸2kg、石蜡5kg、硅烷偶联剂2kg、防老剂5kg、聚四氟乙烯8kg、润滑剂2kg、硫磺2kg、促进剂2kg。

热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为120μm；热塑性硫化橡胶TPV的型号为191-55PA，硬度为HA55。

聚四氟乙烯的颗粒粒径为60μm。

润滑剂为芥酸酰胺。

防老剂为防老剂4010NA。

白碳黑为沉淀法白碳黑为175GR白碳黑。

硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C。

硫磺为硫磺S80。

促进剂为促进剂TMTD。

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼20s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至90℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至110℃，在110℃时提上顶栓一次，时间为10s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至150℃后排胶，在120℃时提上顶栓一次，时间为15s。

S2、二段混炼：将一段胶停放10h后加入硫磺、促进剂混炼至110℃后排胶，得到终炼胶。

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，在150℃硫化6min，即得。

实施例4

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下原料：天然橡胶65kg、杜仲橡胶7kg、热塑性硫化橡胶TPV7kg、快压出碳黑18kg、半补强碳黑22kg、白碳黑12、石蜡油8kg、氧化锌6kg、硬脂酸2kg、石蜡4kg、硅烷偶联剂3kg、防老剂5kg、聚四氟乙烯6kg、润滑剂3kg、硫磺2kg、促进剂1kg。

热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为100μm；热塑性硫化橡胶TPV的型号为8291-55PA，硬度为HA55。

聚四氟乙烯的颗粒粒径为70μm。

润滑剂为油酸酰胺。

防老剂为防老剂RD。

白碳黑为沉淀法白碳黑为175GR白碳黑。

硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C。

硫磺为硫磺S80。

促进剂为促进剂TMTD。

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼20s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至80℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至110℃，在110℃时提上顶栓一次，时间为20s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至150℃后排胶，在120℃时提上顶栓一次，时间为10s。

S2、二段混炼：将一段胶停放16h后加入硫磺、促进剂混炼至120℃后排胶，得到终炼胶。

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，在150℃硫化7min，即得。

实施例5

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，包括以下原料：天然橡胶75kg、杜仲橡胶6kg、热塑性硫化橡胶TPV6kg、快压出碳黑12kg、半补强碳黑28kg、白碳黑18、石蜡油12kg、氧化锌7kg、硬脂酸1kg、石蜡3kg、硅烷偶联剂2kg、防老剂3kg、聚四氟乙烯7kg、润滑剂2kg、硫磺3kg、促进剂2kg。

热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为120μm；热塑性硫化橡胶TPV的型号为8291-55PA，硬度为HA55。

聚四氟乙烯的颗粒粒径为50μm。

润滑剂为芥酸酰胺。

防老剂为防老剂4010NA。

白碳黑为沉淀法白碳黑为175GR白碳黑。

硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C。

硫磺为硫磺S80。

促进剂为促进剂TMTD。

本实施例的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，包括以下步骤：

S1、一段混炼：一段混炼：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼30s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至90℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至110℃，在110℃时提上顶栓一次，时间为15s；最后加入快压出碳黑、半补强炭黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至160℃后排胶，在120℃时提上顶栓一次，时间为10s。

S2、二段混炼：将一段胶停放12h后加入硫磺、促进剂混炼至120℃后排胶，得到终炼胶。

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，在160℃硫化5min，即得。

对比例1

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中不含有热塑性硫化橡胶TPV，天然橡胶的含量为68kg。

对比例2

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中使用的热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为150μm。

对比例3

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中不含有聚四氟乙烯。

对比例4

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中使用的聚四氟乙烯的粒径为10μm。

对比例5

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中使用的聚四氟乙烯的粒径为100μm。

对比例6

本对比例与实施例1的方案大致相同，不同的是：车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶中不含有润滑剂。

对比例7

普通市售自润滑橡胶材料。

试验例1

按照相应的国家标准测定车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶拉伸强度测定、断裂伸长率、电阻率、硬度以及DIN磨耗，结果如表1所示。其中硬度的执行标准是GB/T531.1-2008，拉伸强度和断裂伸长率的执行标准是GBT528-1998，DIN磨耗的执行标准是DIN53516-1987。

表1车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶性能参数

试验例2

车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶耐久测试。加载力为0-4000N，频率2HZ，耐久50万次，实施例1-实施例5的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶表面无开裂、脱胶、磨伤等现象，弹性变化小于30％。对比例1-对比例7的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶均出现较大磨伤。

Claims (7)

1.一种车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：天然橡胶60～80份、杜仲橡胶5～10份、热塑性硫化橡胶TPV5～10份、快压出碳黑10～20份、半补强碳黑20～30份、白碳黑10～20、石蜡油5～15份、氧化锌5～8份、硬脂酸1～2份、石蜡3～5份、 硅烷偶联剂2～3份、防老剂3～5份、聚四氟乙烯4～8份、润滑剂2～3份、硫磺2～3份、促进剂1～2份；所述热塑性硫化橡胶TPV为粉状，热塑性硫化橡胶TPV的颗粒粒径为100～120μm；热塑性硫化橡胶TPV的硬度为HA54～58；所述聚四氟乙烯的颗粒粒径为50～80μm；所述润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺。

2.根据权利要求1所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD或防老剂4010NA。

3.根据权利要求1所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶，其特征在于，所述白碳黑为175GR白碳黑；硅烷偶联剂为硅烷偶联剂Logsil 4C；硫磺为硫磺S80；促进剂为促进剂TMTD。

4.如权利要求1所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、一段混炼：将配方量的天然橡胶和杜仲橡胶混炼，然后加入配方量的氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼，最后加入快压出碳黑、半补强碳黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼后排胶，得到一段胶；

S2、二段混炼：将一段胶停放后加入硫磺、促进剂混炼后排胶，得到终炼胶；

S3、硫化：将终炼胶成型后送入硫化机，得到硫化成品。

5.根据权利要求4所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，其特征在于，所述一段混炼的方法为：将天然橡胶和杜仲橡胶混炼20～30s，然后加入氧化锌、硬脂酸、防老剂、润滑剂、聚四氟乙烯、石蜡，混合均匀后升温至80～90℃，之后加入白碳黑和硅烷偶联剂，密炼至100～110 ℃，提上顶栓一次，时间为10～20s；最后加入快压出碳黑、半补强碳黑、石蜡油、热塑性硫化橡胶TPV混炼至140～160℃后排胶，在120℃～130℃时提上顶栓一次，时间为10～20s。

6.根据权利要求4所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，其特征在于，所述二段混炼的方法为：将一段胶停放8～16h后加入硫磺、促进剂混炼至100～120℃后排胶，得到终炼胶。

7.根据权利要求4所述的车用副车架限位块自润滑绝缘橡胶的加工工艺，其特征在于，所述硫化的方法为：将终炼胶成型后送入硫化机，在150～160℃硫化5～7min，即得。