CN116330770B - 一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及于橡胶技术领域，特别涉及一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法。首先通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体，然后通过加入不规则氧化铝制备高强度层，通过超临界技术制备抗冲击层，最后通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料。本发明设计的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法相对于传统工艺提高了车用橡胶材料的强度，耐摩擦和抗冲击性能，优点突出，适合应用于工业推广。

Description

一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法
技术领域
本发明涉及于橡胶技术领域，特别涉及一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎、垫圈等，遂成为重要经济作物。橡胶的种植主要集中在东南亚地区，如泰国、马来西亚、印度尼西亚。 橡胶传入英国后，人们发现这种物料能很有效地擦去铅笔留下的痕迹 , 于是发明 了橡皮擦。橡胶英文名 rubber 是由1770 年时英国普利斯特里因发现此物质能擦去铅笔笔迹。按照制成方式的不同，橡胶可以分为合成橡胶和天然橡胶两类。
汽车技术日新月异，汽车由很多零部件组成，其中有防护性部件、传动部件等，其中保险杠是汽车上较大的覆盖件之一，作为一个独立的总成安装在汽车上，它对车辆的安全防护、造型效果、空气动力学特性等有着较大的影响。汽车保险杠安装在汽车的最前端和最后端，在整车造型风格中起到至关重要的作用，它能够诠释出整车外装饰的艺术风格，好的保险杠造型能够使用户感到赏心悦目，得到美的享受。无论汽车的大、小改型设计，保险杠总是成为造型师手中重点塑造的对象，造型美观是整车的亮点及卖点。另外，发生碰撞时，大多数情况下都有保险杠的参与，保险杠作为汽车安全防护装置是现代汽车结构的重要组成部分。
目前的保险杆材料使用主要钢结构、塑料结构为主，因此缺少有效的缓冲能力，虽然橡胶弹性好，有较好的缓冲能力，但吸收冲击力的能力还是比较有限，迫切需要一种缓冲能力更强的汽车保险杆填充用橡胶复合材料。
经过现有的技术和文献检索发现：专利文献（CN109337150A）公开了一种汽车保险杆填充用橡胶配制原料，由基础橡胶原料内部填充中空橡胶球体组成，其基础橡胶原料以下重量份的原料制成:环氧化天然橡胶，55；三元乙丙橡胶，45；氧化锌，3-7；硬脂酸，2-3；橡胶防护蜡，2-5；防老剂RD，2-4；防老剂4010NA，1-3；炭黑N774，50-60；环烷油，10-15；硫化剂Vulcuren，1-3；硫磺，0.1-0.4；促进剂TMTD，1-2；促进剂DM，0.3-0.8；改性滑石粉，12-15；中空橡胶球体重量份为环氧化天然橡胶的10%，且中空橡胶球体空气体积与其橡胶料体积比2:1-4:1。
专利文献（CN104672645A）公开了一种货车保险杠用橡胶.包括按以下重量份数配比的各组分：氯磺化聚乙烯：80份；丁腈橡胶：52份；快压出炭黑：8-19份；热裂法炭黑：10-15份；间接法氧化锌：2-4份；氧化镁：1-8份；二乙基二硫代氨基甲酸锌：0.2-1份；硫代二丙酸双月桂酯：0.4-1.5份；硬脂酸锌：0.5-1份；2.2'-二硫代二苯并噻唑：2-4份；三聚硫氰酸：0.3-0.5份；偏苯三酸三辛酯：5-8份；镁强粉：1-5份；硫磺：2-3份；氯化丁基CIIR：1~3份。
上述方法通过调节车用橡胶材料的组分的方式优化橡胶浆料的性能。理论上对于车用橡胶材料的高发射率和传热能力具有提升效果，但是通过这种简单物料堆积的方式制备车用橡胶材料，橡胶浆料的强度，抗冲击性能的提升都有限。本方法针对车用橡胶材料强度、抗冲击能力等性能，通过工艺及组分的双重改进得到的一种含不规则氧化铝的车用橡胶材料，适合应用于大规模的工业推广。
发明内容
本发明旨在提供一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，通过在相关的工艺及原料改进下，对于车用橡胶材料性能的提高具有明显的增益效果。
本方法原理：1. 将网状聚氨酯海绵与氧化铝粉体进行混合真空热压，是由于与空气接触后会造成聚氨酯海绵被空气烧结去除，降低内部孔隙率；2与传统的多孔氧化铝相比，因为在破碎过程中会造成氧化铝中空部分断裂，形成不规则的氧化铝粉体，这更加有利于氧化铝与橡胶的嵌合效果，使粉体固定在橡胶内部，而一般的多孔氧化铝，因为压力和空隙大小问题，实际达不到良好的固定效果；3.在氧化铝粉体破碎后进行二次空气烧结，这是要去除陶瓷内部的碳，防止过多的碳在橡胶内部偏聚形成缺陷，反而造成橡胶的强度降低；4. 将橡胶原料混炼后进行超临界处理，可以在橡胶内部形成大量的微米级空隙，可以明显的提高材料的抗冲击性能，但是也会造成材料的强度降低；5. 为了弥补多孔橡胶材料强度的降低，因此制备了高强度层，并在高强度层内部添加了不规则的氧化铝粉体。
本方法的重点1.不规则氧化铝在橡胶内部混合的均匀性，这需要混炼和前期的球磨处理尽可能的均匀，球磨时间和混炼次数不能太低；2. 超临界处理过程中需要在橡胶内部形成大量微米级的空隙，这需要在超临界处理过程中温度和压力的合适。
本发明涉及的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法的具体实施方案如下：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶30-45份，顺丁橡胶25-45份，丁二烯橡胶20-40份，氨基甲酸甲酯3-5份，促进剂1-3份，防老剂2-7份，偶联剂1-3份，氧化铝粉体5-15份，网状聚氨酯海绵3-10份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1000-1500次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1100-1300℃，真空度为3-10Pa，热压压力为10-20MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200-300目筛网得到20-50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为400-600℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间2-4h，球磨介质为锆球，球磨转速为100-300rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度30-60℃，进行3-6次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为1-3mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间2-4h，球磨介质为锆球，球磨转速为100-300rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度30-60℃，进行3-6次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度120-160℃，压力20-25MPa，时间1-4h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为0.5-1.5g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
有益效果：
本发明设计了一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，利用网状聚氨酯海绵做造孔剂，利用热压和破碎得到不规则的氧化铝粉体，这些粉体可以很好的“嵌合”在橡胶内部，达到稳定橡胶，增加强度的目的；
（2）本发明设计了一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，利用超临界技术制备的多孔抗冲击层，可以很好的提高在碰撞过程中的吸能效果，提高材料的抗冲击韧性；
（3）本发明设计了一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，利用利用将抗冲击层与高强度层粘接到一起，可以很好的在保证材料强度的前提下，提高材料的抗冲击韧性。
附图说明
图1为一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法的制备流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，该方法中主要包含如下步骤：
S1，按质量比例配置原料；
具体的，按质量比例配置原料：硅橡胶30-45份，顺丁橡胶25-45份，丁二烯橡胶20-40份，氨基甲酸甲酯3-5份，促进剂1-3份，防老剂2-7份，偶联剂1-3份，氧化铝粉体5-15份，网状聚氨酯海绵3-10份；
其中，氧化铝粉体为300目过筛；
其中，网状聚氨酯海绵孔隙率为90%-98%；
S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
具体的，氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结；
将热压烧结后的块体进行破碎处理得到含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳得到不规则氧化铝粉体；
S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
具体的，将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一；
将球磨料一进行混炼处理得到高强度层；
S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
具体的，将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二；
将球磨料二进行混炼处理得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间得到抗冲击层；
S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
具体的，将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
作为一种实施例，本发明实施例以下内容给出了前述一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法的几个具体示例如实施例1、实施例2、实施例3以及对比例1-6进行比对说明。
实施例1：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶30份，顺丁橡胶25份，丁二烯橡胶20份，氨基甲酸甲酯3份，促进剂1份，防老剂2份，偶联剂1份，氧化铝粉体5份，网状聚氨酯海绵3份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1000次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1100℃，真空度为3Pa，热压压力为10MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为400℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间2h，球磨介质为锆球，球磨转速为100rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度30℃，进行3次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为1mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间2h，球磨介质为锆球，球磨转速为100rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度30℃，进行3次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度120℃℃，压力20MPa，时间1h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为0.5g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
实施例2：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶45份，顺丁橡胶45份，丁二烯橡胶40份，氨基甲酸甲酯5份，促进剂3份，防老剂7份，偶联剂3份，氧化铝粉体5-15份，网状聚氨酯海绵10份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1500次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1300℃，真空度为10Pa，热压压力为20MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过300目筛网得到20um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为600℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间4h，球磨介质为锆球，球磨转速为300rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度60℃，进行6次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为3mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间4h，球磨介质为锆球，球磨转速为300rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度60℃，进行6次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度160℃，压力25MPa，时间4h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1.5g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
实施例3：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1200次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为500℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例1：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例2：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为500℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例3：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1200次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例4：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1200次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为500℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例5：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1200次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1200℃，真空度为6Pa，热压压力为15MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为500℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
对比例6：
步骤S1，按质量比例配置原料；
按质量比例配置原料：硅橡胶35份，顺丁橡胶30份，丁二烯橡胶30份，氨基甲酸甲酯4份，促进剂2份，防老剂5份，偶联剂2份，氧化铝粉体10份，网状聚氨酯海绵6份；
步骤S2，通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
将氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1200次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1600℃，真空度为6Pa，热压压力为30MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200目筛网得到50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为500℃，得到不规则氧化铝粉体；
步骤S3，通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度40℃，进行4次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为2mm；
步骤S4，通过超临界技术制备抗冲击层；
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间3h，球磨介质为锆球，球磨转速为200rpm；
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度40℃，进行5次混炼过程，冷却后得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度140℃，压力22MPa，时间3h，发泡时间后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
步骤S5，通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为1g/cm2；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
验证例1：
分别取实施例1-3及对比例1-6制备得到的车用橡胶材料进行拉伸强度、耐磨性能以及抗冲击性能的测试。具体步骤如下：
1、拉伸强度测试（参照GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》）：将待测试样品（试样狭窄部分标准厚度均为2.0mm±0.2mm）对称地夹在拉力试验机的上、下夹持器上，使拉力均匀地分布在横截面上。根据需要，装配一个伸长测量装置，启动试验机，在整个试验过程中连续监测试验长度和力的变化，精度在±2%以内；其中夹持器的移动速度均为500mm/min±50mm/min。如果测试样品在狭窄部分以外断裂则舍弃该次测试结果，并另取一试样进行重复试验。拉伸强度TS按照如下公式进行计算：
TS=F m /Wt，单位为MPa；其中Fm为记录的最大力，单位为牛（N），W为裁刀狭窄部分的宽度，单位为毫米（mm），t为试样长度部分厚度，单位为毫米（mm）。
2、耐磨性能测试（参照GB/T9867-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶耐磨性能的测定（旋转辊筒式磨耗机法）》）：采用三条双面胶粘贴砂布，接头处在双面胶 处，缝隙小于2mm；制备3个试验胶以及1个标准胶（1号标准胶），对砂布进行鉴定，使得标准胶的磨耗量在180-220mg；调节磨耗形成为40m，选择非旋转试样（静态），调节载荷为10.0N；将待测试样品放入夹持器中，使待测试样品伸出夹持器的长度为2.0mm±0.2mm，调节定位并锁紧；对标准胶磨耗量进行测试，磨耗量控制在200mg；试验结束后，称取样品的质量，精确到1mg，计算磨耗量。相对体积磨耗量按照如下公式进行计算：
ΔV rel=（Δm t×Δm const）/（ρ t×Δm τ），单位为mm3；其中Δm t为试验胶的质量损失值，mg；Δm const为参照胶的固定损失值,单位为mg；ρ t为试验胶的密度，单位为mg/mm3，Δm τ为参照胶的质量损失值，单位为mg。
3、抗冲击性能测试（参照HG/T 3845-2008《硬质橡胶 冲击强度的测定》）：对于待测试样品中部受负荷作用部分的宽度和厚度，精确到0.02mm；使试验机的摆锤氧气，同时空击试验，放下摆锤冲击三次，观察指针是否指示为零；调整零点后扬起摆锤，将待测试样品紧密地放在试验机的支点上，并释放摆锤，使其冲击试样的宽面；摆锤冲击后回摆时，使摆锤停止摆动，并立即记下刻度盘上的指示值；试样被击断后，观察其端面，如有缺陷该试样数据作废，应重新取样测定；每个试样只能受一次冲击，如试样未断时，可更换试样再用较大能量的摆锤重新进行试验。冲击强度按如下公式进行计算：
γ=A/bdL，单位为J/m3；其中A为试样破坏消耗的能量，单位为焦耳（J）；b为试样的宽度，单位为米（m）；d为试样的厚度，单位为米（m）；L为支点间的距离，单位为米（m）。
检测结果分别如下表1所示。
表1：实施例1-3及对比例1-6橡胶性能测试结果
从表1中的实施例1、2、3和对比例1实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的耐磨性能，抗拉强度和抗冲击性能均有所降低，说明了缺少网状聚氨酯海绵做造孔剂，最终氧化铝的粉体形貌不规则性不明显，降低了对橡胶的嵌合效果；从表1中的实施例1、2、3和对比例2实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的耐磨性能，抗拉强度和抗冲击性能均有所降低，说明没有进行震实处理降低了网状聚氨酯海绵的作用效果；从表1中的实施例1、2、3和对比例3实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的耐磨性能，抗拉强度和抗冲击性能均异常降低，说明了在没有脱碳处理下，大量的碳作为杂质被引入橡胶，在橡胶中偏聚降低了橡胶的性能；从表1中的实施例1、2、3和对比例4实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例4的抗冲击性能有所降低，说明了超临界处理对于橡胶的抗冲击性能作用是明显的，具有良好的增益效果；从表1中的实施例1、2、3和对比例5实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例5的耐磨性能，抗拉强度和抗冲击性能均异常降低，说明了高强度层在混炼前不进行球磨处理降低了氧化铝及其它原料的均匀性，影响了材料的性能；从表1中的实施例1、2、3和对比例6实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例6的氧化铝无法破碎，说明了在热压过程中氧化铝的烧结温度和压力过高，会导致氧化铝烧结致密，增加后期破碎的难度。

Claims (8)

1.一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，包括：
按质量比例配置原料；
通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体；
通过加入不规则氧化铝制备高强度层；
通过超临界技术制备抗冲击层；
通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料；
所述按质量比例配置原料的步骤，包括：
按质量比例配置原料：硅橡胶30-45份，顺丁橡胶25-45份，丁二烯橡胶20-40份，氨基甲酸甲酯3-5份，促进剂1-3份，防老剂2-7份，偶联剂1-3份，氧化铝粉体5-15份，网状聚氨酯海绵3-10份；
其中，氧化铝粉体为300目过筛；
其中，网状聚氨酯海绵孔隙率为90%-98%；
所述通过热压、破碎制备不规则氧化铝粉体的步骤，包括：
氧化铝粉体与网状聚氨酯海绵进行震动混合，震动频率为1000-1500次/分钟；
将氧化铝的震动混合物进行真空热压烧结，烧结温度为1100-1300℃，真空度为3-10Pa，热压压力为10-20MPa；
将热压烧结后的块体进行破碎处理得到含碳粉的不规则氧化铝粉体；
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳得到不规则氧化铝粉体；
所述通过加入不规则氧化铝制备高强度层的步骤，包括：
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一；
将球磨料一进行混炼处理得到高强度层；
所述通过超临界技术制备抗冲击层的步骤，包括：
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二；
将球磨料二进行混炼处理得到混合料二；
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间得到抗冲击层的作骤，包括：
将混合料二放入自制高压容器中，调节容器温度及泵入压力，温度、时间，其中温度120-160℃，压力20-25MPa，时间1-4h，发泡时间结束后快速卸压，冷却成型，厚度1-3mm，得到抗冲击层；
所述通过将高强度层与抗冲击层粘接得到车用橡胶材料的步骤，包括：
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上；
将含氮化碳的高强度层与抗冲击层单侧面粘接到一起形成完整的车用橡胶材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将热压烧结后的块体进行破碎处理得到含碳粉的不规则氧化铝粉体的步骤，包括：
将热压烧结后的块体进行破碎处理，过200-300目筛网得到20-50um的含碳粉的不规则氧化铝粉体。
3.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳得到不规则氧化铝粉体的步骤，包括：
将含碳粉的氧化铝粉体在空气气氛下进行二次烧结除碳，烧结温度为400-600℃，得到不规则氧化铝粉体。
4.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一的步骤，包括：
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂，不规则氧化铝粉体球磨处理得到球磨料一，球磨时间2-4h，球磨介质为锆球，球磨转速为100-300rpm。
5.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将球磨料一进行混炼处理得到高强度层的步骤，包括：
将球磨料一进行混炼处理，混炼温度30-60℃，进行3-6次混炼过程，冷却后得到高强度层，厚度为1-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二的作骤，包括：
将硅橡胶，顺丁橡胶，丁二烯橡胶，氨基甲酸甲酯，促进剂，防老剂，偶联剂球磨处理得到球磨料二，球磨时间2-4h，球磨介质为锆球，球磨转速为100-300rpm。
7.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将球磨料二进行混炼处理得到混合料二的作骤，包括：
将球磨料二进行混炼处理，混炼温度30-60℃，进行3-6次混炼过程，冷却后得到混合料二。
8.根据权利要求1所述的一种具有高强度，抗冲击性的车用橡胶材料制备方法，其特征在于，
所述将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上的作骤，包括：
将聚合氮化碳粘结剂均匀的喷洒在高强度层与抗冲击层单侧面上，喷洒含量为0.5-1.5g/cm2。
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