CN1342183A - 橡胶防振器及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有海岛型结构的橡胶防振器,其包括由硫化橡胶材料A组成的基质和分散于基质中的为小岛相的硫化橡胶材料A,硫化橡胶材料B通过这样一种方法生产,其中未硫化的橡胶材料A能使生成的硫化橡胶具有低动态弹性刚度,而未硫化的橡胶材料B具有高振动阻尼特性,将两者与能选择性地硫化橡胶材料B的硫化剂均匀地捏合在一起并加热,从而使以精细颗粒形式分散于橡胶材料A中的橡胶材料B被硫化,再向其中加入能硫化橡胶材料A的硫化剂,将由此获得的混合物制成所需的形状,并加热以使橡胶材料A硫化。得到的橡胶防振器可表现出低动态弹性刚度和高振动阻尼特性。

Description

橡胶防振器及其生产方法
                   技术领域
本发明涉及振动阻尼橡胶部件及其生产方法,更具体地说,涉及能展示出低程度的动态刚度和高振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件,以及适于生产这种振动阻尼橡胶部件的方法。本发明还涉及生产下述振动阻尼橡胶部件的方法,该部件具有增大的振动阻尼效果,从而可减小它的刚度常数的动态/静态比,并由此减小动态刚度。
                   背景技术
众所周知,在振动阻尼方式(fashion)中,被插入在振动传递系统的两个部件之间以连接两个部件的振动阻尼橡胶部件被广泛应用于各个领域。例如,振动阻尼橡胶部件被用于汽车,如引擎安装、壳体安装、部件安装、悬挂衬套等。
用在包括具有不同频率的不同振动的振动传递系统中的振动阻尼橡胶部件,例如典型的上述用在汽车上的振动阻尼橡胶部件,通常被要求具有适合于有效阻抑那些不同种类振动的振动阻尼特性。详细地说,用在汽车上的振动阻尼橡胶部件通常被要求具有相对低程度的动态弹性刚度,这是考虑到具有100Hz或更高的相对高频率的输入振动而言的;同时被要求具有相对高的阻尼效果,这是考虑到具有大约10-20Hz的相对低频率的输入振动而言的。在本发明中,用振动阻尼橡胶部件的刚度常数的动态/静态比(Kd100/Ks)来定义动态弹性刚度,它是振动阻尼橡胶部件的动态刚度常数Kd100与静态刚度常数Ks之比。动态刚度常数Kd100是在其经受100Hz的振动时得到的。动态弹性刚度随动态/静态比Kd100/Ks的减小而减小。另一方面,用振动阻尼橡胶部件经受15Hz的振动时的损耗因数(tanδ)来定义阻尼效果。阻尼效果随损耗因数tanδ的增加而增加。
为了生产具有改进振动阻尼特性(表现为动态弹性刚度程度被减小,阻尼效果被提高)的振动阻尼橡胶结构,进行了各种研究以改良振动阻尼橡胶部件的材料以及材料组合物的制备方法。例如,有人提议使用适合于减小振动阻尼橡胶部件的动态弹性刚度的天然橡胶(NR),并在天然橡胶中加入炭黑以提高振动阻尼橡胶部件的阻尼效果。然而,这些研究获得的已知振动阻尼橡胶部件绝对没有完全满足所需要的振动阻尼特性。
更详细地说,振动阻尼橡胶部件的动态弹性刚度被减小的机理,是以橡胶组合物中聚合物分子间的键合、粘合、连接,或者聚合物分子与橡胶组合物中所包含的增强添加剂之间的键合、粘合为基础的。另一方面,振动阻尼效果被提高的机理,是以聚合物分子间的摩擦或者聚合物分子与增强添加剂间的摩擦为基础的。因此,这就存在矛盾,即提高振动阻尼橡胶部件的振动阻尼效果将导致动态弹性刚度的增加,而减小动态弹性刚度将导致振动阻尼效果的降低。还没有获得表现出足够低程度的动态弹性刚度以及足够高的振动阻尼效果的橡胶组合物,它们是两种彼此不相容的不同特性。
在此期间,有人提出了流体填充的振动阻尼橡胶部件,它对构造的改进超过了对材料的改进。通常,这种流体填充的振动阻尼橡胶部件采用橡胶组合物制成的弹性体,在通过锐孔通道(被限定的流体通道)的流体互相交流中形成大量众多流体腔。这些流体填充的振动阻尼橡胶部件被重排以具有所需的振动阻尼特性,这些特性是依据输入振动的各自频带而定的,是以流经锐孔通道的流体的共振为基础的。因此,由于存在相对大量的组分,使得那些流体填充的振动阻尼橡胶部件的结构不可避免地变得复杂,并且经受潜在的问题,即相对高的成本和相当大的生产难度。
振动阻尼橡胶部件被要求具有相对高的硬度,这是考虑到例如在它们的应用中橡胶应当经受得住相对大的载荷。为了满足这一要求,传统做法是采用包含基于二烯的(diene-based)橡胶材料如天然橡胶(NR)和添加剂如炭黑的橡胶组合物。包括炭黑在内的添加剂的加入,使得提高振动阻尼橡胶部件的硬度和振动阻尼效果成为可能,但是不可避免地也导致了不需要的动态弹性刚度的增加。建议了各种其它改进橡胶组合物的方法,以获得能展现出理想特性,即低动态弹性刚度和高阻尼效果的振动阻尼橡胶部件。例如,通过向天然橡胶(NR)中加入合适的橡胶材料来提高阻尼效果。不过,依照这些方法获得的振动阻尼橡胶部件,其刚度常数的动态/静态比的减小仍然不令人满意。
                      本发明公开
本发明是考虑到上述背景技术而进行的。本发明的首要目的是提供一种振动阻尼橡胶部件以及适用于生产这种振动阻尼橡胶部件的方法,该部件既能展现出低动态弹性刚度和高振动阻尼效果,又可以经济地及容易地生产。
上述首要目的可通过本发明实现,本发明提供了一种具有海岛型(island-sea)结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A使振动阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度。该振动阻尼橡胶部件的特征在于,起分散相作用的硫化橡胶材料B是在橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而橡胶材料A的未硫化物质则是在硫化橡胶材料B分散于橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
依照本发明构成的振动阻尼橡胶部件具有海岛型结构,它是由硫化橡胶材料A组成的基质相和硫化橡胶材料B组成的分散相构成的,材料A能使阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度,而材料B使能阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果。本发明的振动阻尼橡胶部件以如上述形成的海岛型结构为其主要特征。在海岛型结构中,起基质相作用的硫化橡胶材料A使阻尼橡胶部件的动态弹性刚度有显著减小,同时作为精细颗粒均匀分散于硫化橡胶材料A的基质相中的硫化橡胶材料B确保阻尼橡胶部件的高振动阻尼效果。
实质上,本发明的振动阻尼橡胶部件中的硫化橡胶材料A和硫化橡胶材料B可彼此独立地有效地发挥作用,以分别地减小动态弹性刚度和提高振动阻尼效果,同时它与传统的橡胶组合物不一样。
因此,本发明的振动阻尼橡胶部件可适当地被用作汽车上的振动阻尼橡胶结构,以及其它包括具有不同频率的不同振动的振动传递系统中的阻尼橡胶结构,它能有效地阻抑这些振动。
此外,本发明的振动阻尼橡胶部件不需要的流体填充的振动阻尼结构中所提供的如此复杂化的结构,因此能够经济地并且相对容易地进行生产。
依照本发明振动阻尼橡胶部件的一种优选形态,硫化橡胶材料B由平均尺寸为0.1-100μm的精细颗粒组成,它们分散于硫化橡胶材料A中。在这种情况下,振动阻尼特性被进一步提高(动态弹性刚度被进一步减小,振动阻尼效果被进一步提高),并且振动阻尼橡胶部件被赋予理想的物理性质。
依照本发明振动阻尼橡胶部件的另一种优选形态,橡胶材料A由NR,或者NR与BR或SBR的混合物组成;橡胶材料B由卤化IIR、马来酸改性的EPM、CR、羧基改性的NBR、CSM、CPE、FR或丙烯酸酯类橡胶组成。在本发明的这种形态中,振动阻尼橡胶部件展现出进一步改进的振动阻尼特性。
本发明还提供一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度。该振动阻尼橡胶部件的特征在于,橡胶材料A是天然橡胶,而橡胶材料B是丙烯酸酯类橡胶,橡胶材料A和橡胶材料B以90/10-60/40的重量比被混合到一起,并且起分散相作用的硫化橡胶材料B是作为0.1-100μm大小的精细颗粒,在橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而橡胶材料A的未硫化物质被硫化则是在硫化橡胶材料B分散于橡胶材料A的未硫化物质中时进行的。
在本发明的这种振动阻尼橡胶部件中,适当量的硫化丙烯酸酯类橡胶作为分散相以0.1-100μm大小精细颗粒的形式分散于天然橡胶的基质相中,前者能使阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果,后者能使阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度。因此,本发明的振动阻尼橡胶结构可展现出优异的振动阻尼特性(低动态弹性刚度和高振动阻尼效果)。而且,由丙烯酸酯类橡胶组成的分散相有效地发挥作用以分担或减小作用在阻尼橡胶上的载荷,从而相应地增加了阻尼橡胶部件的耐用性。
本发明进一步提供了一种生产振动阻尼橡胶部件的方法,其特征在于:将能使振动阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度的未硫化橡胶材料A、能使振动阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果的未硫化橡胶材料B、以及只能硫化未硫化橡胶材料B的硫化剂均匀地混合到一起;加热未硫化橡胶材料A和B以及硫化剂的混合物,以硫化未硫化橡胶材料B,从而使硫化橡胶材料B的精细颗粒分散于未硫化橡胶材料A中;向混合物中加入能硫化未硫化橡胶材料A的硫化剂;将由此获得的混合物形成所需的形状,并加热成形后的混合物使未硫化橡胶材料A硫化,以获得具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,在该结构中,硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中。
本发明的这一方法可形成有利的海岛型结构,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被均匀地分散在硫化橡胶材料A的基质相(海相)中,材料B能使阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果,而材料A使能阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度。由此,可有利地生产出既能展现出低动态弹性刚度又具有高振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件。
本方法使得相对容易并且经济地生产具有上述优异阻尼特性的振动阻尼橡胶部件成为可能。
在本发明方法的一种优选形式中,将未硫化橡胶材料A均匀地与橡胶材料B混合,以使只能硫化未硫化橡胶材料的硫化剂与未硫化橡胶材料混合。在这种情况下,将橡胶材料A、橡胶材料B和只能硫化橡胶材料B的硫化剂混合所需的时间可被有效缩短,并且橡胶材料B和硫化剂能被更均匀地或更均匀地分散于橡胶材料A中,从而本阻尼橡胶部件的振动阻尼效果可被进一步有效提高。
在本发明方法的另一种优选形态中,其中未硫化橡胶材料A是被基于硫的硫化体系所硫化的,而未硫化橡胶材料B是被基于树脂的硫化体系、基于金属氧化物的硫化体系或基于胺的硫化体系所硫化的。在本方法中,橡胶材料A和B被各自不同的硫化体系所硫化,这有可能使得所生产的阻尼橡胶部件具有海岛型结构,该结构展现出进一步提高的振动阻尼特性。
本发明的发明者们考虑将上述海岛型结构用于振动阻尼橡胶部件,该部件是由基于二烯的橡胶组合物如基于NR的橡胶组合物形成的,并且具有至少0.1的损耗因数tanδ。损耗因数代表与低频率(如15Hz)输入振动相关的阻尼效果。发明者们发现将官能团-硫化(functionalgroup-vulcanization)类型的橡胶材料用作海岛型结构的分散相,使得可以获得一种振动阻尼橡胶部件,该部件与仅仅由基于二烯的硫化橡胶组合物形成的振动阻尼橡胶部件相比,前者的刚度常数的动态/静态比要低得多。
因此,也是基于上述发现而进行的本发明具有第二个目的,即减小振动阻尼橡胶部件的刚度常数的动态/静态比,该振动阻尼橡胶部件具有至少为0.1的由损耗因数tanδ所代表的高振动阻尼效果,特别是提供一种适合于生产振动阻尼橡胶部件的方法,该部件既能展现出高振动阻尼效果又具有低动态弹性刚度。
上述第二个目的也可通过本发明实现,即通过对橡胶组合物进行硫化和成形,提供了一种生产具有所需的形状、低的刚度常数的动态/静态比和高振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的方法,所述橡胶组合物包含有作为橡胶组分的基于二烯的橡胶材料,可使被硫化和成形的橡胶组合物具有至少为0.1的损耗因数tanδ。该方法的特征在于在每100%总重的基于二烯的橡胶材料和官能团硫化类型的橡胶材料这样两种橡胶材料中,前者的一部分被不超过40%重量的后者代替,并且这两种橡胶材料和只可硫化官能团硫化类型橡胶的硫化剂被均匀地混合到一起以形成混合物,将混合物加热以使官能团硫化类型橡胶材料被硫化,从而使被硫化的官能团硫化类型橡胶材料的精细颗粒分散于基于二烯的橡胶材料中,将可硫化基于二烯的橡胶材料A的硫化剂加入该混合物,然后将由此获得的混合物制成所需形状,并加热使基于二烯的橡胶材料A硫化,从而获得振动阻尼橡胶部件,该部件具有海岛型结构,其中官能团硫化类型橡胶材料的精细颗粒作为分散相被分散于基于二烯的橡胶材料的基质相中,并且该部件具有低的刚度常数的动态/静态比。
在采用基于二烯的橡胶材料(其损耗因数至少为0.1)生产振动阻尼橡胶部件的本发明方法中,在下述两种橡胶的每100%总重中,基于二烯的橡胶材料的一部分被不超过40%重量的官能团硫化类型的橡胶材料所代替,从而被硫化的官能团硫化类型的橡胶材料组成海岛型结构的分散相。在本发明方法中,如上所述形成海岛型结构。依照本方法所生产的振动阻尼橡胶部件与只由基于二烯的橡胶材料生产的振动阻尼橡胶部件相比,前者的刚度常数的动态/静态比要低得多,这是对于具有相对高频率的输入振动而言的。
在生产具有低的刚度常数的动态/静态比和高的阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的本发明方法中,所生产的阻尼橡胶部件被赋予海岛型结构,从而该阻尼橡胶部件与那些由分别给出所需不同特征的两种橡胶材料的均匀混合物所形成的振动阻尼橡胶结构相比,前者的振动阻尼特性被大幅提高(具有被减小的动态弹性刚度和被提高的振动阻尼效果)。海岛型结构可进一步有效地提高振动阻尼橡胶部件所需的其它物理性质。因此,本方法使得便利地加工振动阻尼橡胶部件成为可能,该部件可展现出显著减小的刚度常数的动态/静态比和高阻尼效果,并且确保振动阻尼橡胶部件所需的各种物理性质。
依照本方法的一种优选形态,官能团硫化类型的橡胶材料是卤化IIR。卤化IIR的应用进一步提高了阻尼橡胶部件的振动阻尼特性,即进一步减小了动态弹性刚度和进一步提高了振动阻尼效果。
依照本方法的另一种优选形态,官能团硫化类型的硫化橡胶材料以平均大小为0.1-100μm的精细颗粒的形式分散于被硫化的基于二烯的橡胶材料中。在这种情况下,阻尼橡胶部件的振动阻尼特性和其它所需的物理性质被进一步提高。
                  附图简述
图1是表示刚度常数的动态/静态比与损耗因数之间的关系的图,该关系是由实施例1获得的。
图2是表示天然橡胶和氯丁基橡胶在不同混合比值下的拉伸强度和断裂伸长的图,这是由实施例1获得的。
图3是表示刚度常数的动态/静态比与损耗因数tanδ之间的关系的图,该关系是由实施例3获得的。
              实施本发明的最佳模式
上述本发明的振动阻尼橡胶部件是采用由橡胶材料A和橡胶组合物B所组成的橡胶组合物形成的,前者用于减小阻尼橡胶的动态弹性刚度,后者用于提高阻尼效果。详细地说,首先将橡胶材料A的未硫化物质和橡胶材料B的未硫化物质均匀地捏合或混合到一起,从而使未硫化橡胶材料B以精细颗粒的形式分散于未硫化橡胶材料A中。然后,将橡胶材料B硫化,随后橡胶材料A也被硫化,从而形成由硫化橡胶材料A和B组成的振动阻尼橡胶部件。这是本发明的主要特征。
换句话说,由具有上述特征的本发明方法所生产的振动阻尼橡胶部件不是由硫化橡胶材料A和B的均匀混合物所形成的结构,而是所谓的“海岛型”结构,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相或者说不连续相被高度均匀或均匀地分散于硫化橡胶材料A的基质相中。在这种海岛型结构中,硫化橡胶材料A的基质相确保阻尼橡胶部件具有足够低的动态弹性刚度,同时硫化橡胶材料B的分散相确保阻尼橡胶部件具有足够高的振动阻尼效果。
实质上,本发明振动阻尼橡胶部件的硫化橡胶材料A和硫化橡胶材料B分别具有不同的改进动态弹性刚度特性和振动阻尼特性功能,并且可高效地实现这两种功能。换句话说,硫化橡胶材料A和B的应用可有利地减小动态弹性刚度和提高振动阻尼效果,而二者本是彼此不相容的。
根据阻尼橡胶部件所需的特性,用作本发明振动阻尼橡胶部件基质相的橡胶材料A根据需要可从各种已知种类的橡胶材料中选择,这些橡胶材料被硫化之后,能有效减小特别是涉及相对高频率振动的动态弹性刚度。例如,橡胶材料A可选自基于二烯的橡胶材料,如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)和丁腈橡胶(NBR)。优选本发明的橡胶材料A选自包括作为必需成分的NR的橡胶材料(以下称作“基于NR的材料”),如选自NR、NR和BR的混合物、NR和SBR的混合物,这是为了确保能有效的减小振动阻尼橡胶部件的动态弹性刚度。
另一方面,在橡胶材料被硫化之后,要求用作分散相的橡胶材料B特别是涉及相对低频率的振动展现出高振动阻尼效果,并且进一步要求橡胶材料B被硫化体系硫化,所用硫化体系不同于橡胶材料A的硫化体系。因此,根据阻尼橡胶部件所需的特性,橡胶材料B根据需要可从各种已知能有效提高振动阻尼特性并能满足上述关于硫化体系要求的橡胶材料中选择。其中当橡胶材料A选自上述基于NR的橡胶材料时,特别优选橡胶材料B选自:氯丁基橡胶如卤化丁基橡胶(卤化IIR)、马来酸改性的乙烯丙烯橡胶(马来酸改性的EPM)、氯丁橡胶(CR)、羧基改性的丁腈橡胶(羧基改性的NBR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、氟橡胶(FR)、氯化聚乙烯(CPE)和丙烯酸酯类橡胶。上述作为例子的橡胶材料B在硫化以后,全都可有效减小动态弹性刚度,并且可以被下述与基于NR的橡胶材料系所用硫化体系不同的硫化体系所硫化。这些橡胶材料B还可有效提高振动阻尼结构的各种特性,如下表1中所述抗透气性、耐气候性、耐热性、抗臭氧性、化学抵抗性和耐久性。即使此处这些橡胶材料B具有其中发生官能团交联的结构,这种橡胶材料B仍被认为是官能团硫化类型的橡胶材料。
                     表1
    橡胶材料B     具有的特性
卤化IIR 抗透气性
马来酸改性的EPM 耐气候性、耐热性、抗臭氧性
CR 耐热性、耐油性、抗臭氧性和抗透气性
羧基改性的NBR 耐油性、抗透气性、耐热性和抗臭氧性
CSM 耐气候性、抗臭氧性、耐化学性、耐热性、抗透气性和耐久性
FR 耐热性、耐油性、耐化学性、抗透气性和耐久性
丙烯酸酯类橡胶 耐气候性、耐热性、耐油性、抗臭氧性、抗透气性和耐久性
CPE 耐久性和抗臭氧性
根据阻尼橡胶部件所需的特性,用作橡胶材料A的丙烯酸酯类橡胶可根据需要从任何已知的主要成分为丙烯酸烷基酯的合成橡胶材料中选择。特别是优选采用丙烯酸酯类橡胶材料,它可被下面将要描述的基于胺的硫化体系所硫化。例如,优选采用丙烯酸烷基酯和2-氯乙基乙烯醚的共聚物(ACM)、丙烯酸烷基酯和丙烯腈的共聚物(ANM)、丙烯酸烷基酯和乙烯的共聚物。这类丙烯酸酯类橡胶材料的应用可有利地提高振动阻尼橡胶部件的耐久性。
生产具有低的刚度常数的动态/静态比和高的振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的本发明方法被应用于主要成分是基于二烯的橡胶材料(橡胶材料A)的橡胶组合物,其为一种含有损耗因数tanδ至少为0.1的硫化橡胶物质的橡胶组合物。若采用包含损耗因数tanδ小于0.1的硫化橡胶物质的橡胶材料A,即使所生产的阻尼橡胶部件具有海岛型结构,也不能将所生产的阻尼橡胶部件的刚度常数的动态/静态比减小到所需程度。为了确保所生产的阻尼橡胶部件具有所需特性,理想的是上述硫化橡胶物质的JIS-A硬度值至少为A40,优选情况下至少为A50。如果从橡胶材料A所获得的硫化橡胶物质的硬度非常低,那么所生产的振动阻尼橡胶部件就无法满足其应用要求。
根据需要选择适当的已知添加剂,如通常加入油和炭黑作为增强剂,其含量需经适当确定以制备理想的能使所生产的阻尼橡胶部件具有所需特性(tanδ≥0.1)的橡胶组合物。
在本发明中,具有需要的海岛型结构的振动阻尼橡胶部件是采用上述未硫化橡胶材料A和B来生产的。为此,将未硫化橡胶材料A和未硫化橡胶材料B在加热下与硫化剂一起均匀地捏合,该硫化剂(以下称为“硫化剂B”)不硫化橡胶材料A,而只促进橡胶材料B的硫化。按这种方式,当未硫化橡胶材料B的精细颗粒均匀分散于未硫化橡胶材料A中时,可在未硫化橡胶材料A的情况下使橡胶材料B硫化。
如上所述,当保持橡胶材料A处于未硫化状态时,要求用于硫化橡胶材料B的硫化剂B只硫化橡胶材料B。因此,根据特定的橡胶材料A和B,按需要从各种能满足上述要求的已知硫化剂中选择硫化剂B。详细地说,当橡胶材料A是基于NR的材料时,根据特定的橡胶材料B,硫化剂B优先选自下表2中所述的材料,这些材料不会使基于NR的橡胶材料A被硫化,它们是:树脂如烷基酚树脂和改性的烷基酚树脂、金属氧化物如氧化锌和氧化镁、多元胺如亚己基二胺氨基甲酸酯。优选橡胶材料B被基于树脂的硫化体系、基于金属氧化物的硫化体系或基于胺的硫化体系所硫化,这些硫化体系包括任何一种那些优选的硫化剂B。注意到表2列出了适合与下述物质一起使用的优选硫化剂B:卤化IIR、马来酸改性的EPM、CR、羧基改性的NBR、CSM、FR、CPE和丙烯酸酯类橡胶,如上所述,这些都是优选用作橡胶材料A的物质。
                       表2
橡胶材料B 硫化体系 硫化剂B 卤化促进剂/辅助剂
卤化IIR 树脂树脂金属氧化物 烷基酚改性的烷基酚树脂氧化锌 4,4’-二硫代二吗啉二乙基二硫代氨基甲酸碲氧化锌二乙基二硫代氨基甲酸锌
马来酸改性的EPM 金属氧化物 氧化锌
CR 金属氧化物 氧化锌氧化镁 2-巯基咪唑啉
羧基改性的NBR 金属氧化物 氧化锌
CSM 金属氧化物 氧化镁 季戊四醇四硫化双亚戊基秋兰姆
FR 金属氧化物 氧化镁 氢氧化钙
丙烯酸酯类橡胶 亚己基二胺氨基甲酸酯 二邻甲苯胍
CPE 金属氧化物 氧化镁 亚己基二氨基甲酸酯
在本发明中,橡胶材料B可被硫化体系所硫化,该硫化体系由硫化剂B和至少一种经选择的不会硫化橡胶材料A的硫化剂促进剂和/或辅助剂所组成。适当的硫化促进剂和/或辅助剂是依据特定的橡胶材料B和特定的硫化剂B来选择的,如表2所示。将未硫化橡胶材料A和B与硫化剂B以及经选择的至少一种硫化促进剂和/或辅助剂捏和到一起,从而橡胶材料B的硫化具有改进效果。本领域技术人员已知的任何其它适合于橡胶组合物的添加剂都可被加入到未硫化橡胶材料A和B中,通过捏和获得它们的混合物,条件是那些添加剂不使橡胶材料A硫化。
当未硫化橡胶材料A和B在加热下与硫化剂B以及其它添加剂一起被均匀地捏和时,为了促进橡胶材料B的硫化反应,将适当量的未硫化橡胶材料A和B、硫化剂B以及经选择的添加剂引入到合适的已知捏合机或混合器,例如班伯里密炼机中,其可使聚合物材料在普通加热条件下被捏和或混合。确定引入到捏合机中的未硫化橡胶材料A和B的量,以使作为最终产品而形成的振动阻尼橡胶部件能展现出理想的操作特性或物理性质。通常,未硫化橡胶材料A和未硫化橡胶材料B的重量比在95/5到30/70之间的范围内选择。如果未硫化橡胶材料B的量过分少于未硫化橡胶材料B的量,则由于的硫化橡胶材料B而无法使所生产的阻尼橡胶部件获得理想的振动阻尼效果。另一方面,如果未硫化橡胶材料B的量过分大于未硫化橡胶材料A的量,则可能会使振动阻尼橡胶部件的物理性质如拉伸特性和硬度变差。为了确保阻尼橡胶部件具有理想的物理性质,防止其中橡胶材料B的量大于橡胶材料A的量而使其物理性质恶化的危险,橡胶材料A和橡胶材料B的重量比最好在95/5到50/50之间的范围内选择。但是当丙烯酸酯类橡胶被用作橡胶材料B时,上述橡胶材料A和B的重量比理想情况下应在90/10到60/40之间的范围内选择。当所用丙烯酸酯类橡胶的量低于由该重量比的下限所决定的下限时,丙烯酸酯类橡胶就不能充分提高所生产阻尼橡胶部件的振动阻尼效果和耐用性。另一方面,当所用丙烯酸酯类橡胶的量高于由该重量比的上限所决定的上限时,丙烯酸酯类橡胶就可能引起其它物理性质的恶化,如使永久压缩应变增加。
在生产具有低的刚度常数的动态/静态比和高的振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的本发明方法中,橡胶材料B占橡胶材料A和B的总重的最大比例为40%。如果橡胶材料B的量大于40%重量,则虽然阻尼橡胶部件展现出足够高的振动阻尼效果,但是所生产振动阻尼橡胶部件的刚度常数的动态/静态比不能达到足够低,这就存在使阻尼橡胶部件的物理性质恶化的危险,如硬度不够、拉伸特性大幅降低。
为了使橡胶材料B实现理想的硫化反应,与未硫化橡胶材料A和B一起引进捏合机的硫化剂B和硫化促进剂和/或辅助剂的量要适当地确定,这取决于未硫化橡胶材料B的量。
未硫化橡胶材料A和B、硫化剂B以及适当的一种或多种添加剂可被同时引进捏合机或混合器,没有任何问题。不过,理想情况下,制备未硫化橡胶材料B、硫化剂B和一种或多种添加剂的混合物时,是以比如采用适当的比例形成母料的形式来进行的。在这种情况下,所制得的混合物与橡胶材料A一起被引进捏合机,从而建立未硫化橡胶材料A和B的理想的重量比。该方法可有效缩短在捏合机内捏和或混合这些材料所需的时间,并使橡胶材料A中的橡胶材料B、硫化剂B和添加剂的分散均匀度或均匀度得到提高,因此来确保阻尼橡胶部件中由于硫化橡胶材料B的存在而使其振动阻尼效果大幅提高。
如上所述被引进捏合机的材料随后被捏和,以使橡胶材料B被分割成足够小的精细颗粒以确保所生产的阻尼橡胶部件具有所需的特性,并且一直捏和到精细颗粒被足够均匀地分散于橡胶材料A中以确保所需的特性。为了达到这一目的,捏和时间通常根据需要来选择,选择时需考虑到橡胶材料A和B的特定类型和用量以及捏合机的操作特性,这是为了建立橡胶材料B的精细颗粒的理想分散状态。材料的混合是在便于捏合操作并使未硫化橡胶材料B实现高度硫化反应的温度下进行的。
作为加热下捏和操作的结果,硫化橡胶材料B以精细颗粒的形式被均匀分散于未硫化橡胶材料A中。为了确保所需的振动阻尼效果,硫化橡胶材料B的颗粒尺寸按照需要来决定,这取决于上述捏和的特定条件。硫化橡胶材料B的平均颗粒尺寸通常在0.1-100μm范围内选择,优选是在0.1-30μm范围内。若平均颗粒尺寸过小,则所生产的振动阻尼橡胶部件不能展现出理想的阻尼效果。若平均颗粒尺寸过大,则所生产的振动阻尼橡胶部件的物理性质将受到负面影响。可用各种已知方法来测定硫化橡胶材料B的颗粒尺寸。优选情况下,用扫描电子显微镜(SEM)或扫描探针显微镜(SPM)来观察硫化橡胶材料B的颗粒,以测定颗粒尺寸并决定平均颗粒尺寸。
如上所述未硫化橡胶材料B被硫化之后,向橡胶材料A中加入一种硫化剂,该硫化剂(以下称为“硫化剂A”)可使其中分散着硫化橡胶材料B的未硫化橡胶材料A被硫化,从而使未硫化橡胶材料A被硫化成为所需的振动阻尼橡胶部件。
在本发明振动阻尼橡胶部件的生产中,加入的以使未硫化橡胶材料A硫化的硫化剂A可选自各种已知的硫化剂,这取决于特定的橡胶材料A和所生产的橡胶部件所需的特性,条件是硫化剂A能有效促进橡胶材料A的硫化反应。依据所用橡胶材料A的量来适当决定硫化剂A的用量。当橡胶材料A是上述基于NR的橡胶材料时,优选采用含硫的基于硫的硫化剂作为硫化剂A以硫化橡胶材料A。
在本方法中,可与硫化剂A一起使用合适的硫化促进剂和/或辅助剂,以制备硫化橡胶材料A的硫化体系。硫化促进剂的典型例子包括:亚磺酰胺如N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(BBS)、N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(CBS)、N-氧联二乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(OBS);二硫代氨基甲酸盐如二甲基二硫代氨基甲酸锌(ZnMDC)、二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZnEDC);秋兰姆如二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆(TETD)、二硫化四丁基秋兰姆(TBTD)。典型的硫化促进辅助剂包括氧化锌和十八烷酸。
若需要,那么用于橡胶材料的其它合适的添加剂可被加入到未硫化橡胶材料A中。这些添加剂可包括:增强剂如炭黑、丙酮和二苯胺之间的反应产物、苯二胺如N-苯基-N’-异丙基-对-苯二胺、防老剂如蜡、以及柔软剂如加工油(process oil)和矿物油。当然,这些添加剂应当不防碍所生产的阻尼橡胶部件展现出所需的低动态弹性刚度的性质,所用添加剂的量应当不使这些性质恶化。例如,使用过量的炭黑将对橡胶材料A的动态弹性刚度有明显影响。在这方面,炭黑的优选用量为每100重量份的橡胶材料A中,炭黑的重量份不超过60。
为了将硫化剂A和各种上述添加剂与其中分散着硫化橡胶材料B的橡胶材料A混合,将硫化剂A和添加剂加入到橡胶材料A中,并且这些组分通过合适的捏合机或混合器,如转动型的混合器被均匀地捏和或混合到一起,从而未硫化橡胶材料A可以以理想的方式、在加入硫化剂A和添加剂之后的硫化步骤中被均匀硫化。适当选择捏和或混合的时间长短以及温度条件以使捏和有效地进行。
在硫化剂A和添加剂被加入到橡胶材料A中以后,将所得的橡胶组合物制成所需的振动阻尼橡胶部件,并且未硫化橡胶材料A如上所述被硫化。为此,通过适当的模塑方法例如采用塑型模,在适当确定的温度下将橡胶组合物制成所需的形状,在该温度下,未硫化橡胶材料A被硫化。优选情况是通过压模和硫化加工使阻尼橡胶部件成形,其中模塑和硫化是并行完成的。根据橡胶材料A、硫化剂A和添加剂的特定类型,硫化条件如温度、压力和时间可按照需要来确定以使橡胶材料A按照所需被硫化。如上所述,作为橡胶材料A被模塑和硫化的结果,可使所要生产的振动阻尼橡胶部件具有由铁或铝材形成的金属结构,铁或铝材可在模塑和硫化操作期间或之后被结合到橡胶部件上。在这方面,应当理解,本发明方法不仅适用于是没有这种金属结构的振动阻尼橡胶部件,而且还适用于这种金属结构连接在其上的振动阻尼橡胶部件。也应当理解,通过使橡胶材料A硫化而生产的振动阻尼橡胶部件,对于其外型和尺寸没有特别的限制,而是可以按照需要来决定,这取决于阻尼橡胶部件所需的特性及应用。
实际上,依照本发明所生产的振动阻尼橡胶部件具有“海岛型”结构,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒(通常大小在0.1-100μm范围内)作为分散相或者说不连续相被均匀地分散于硫化橡胶材料A基质相或者说连续相中。这种海岛型结构使阻尼橡胶部件既具有足够低的动态弹性刚度,同时又具有足够高的振动阻尼效果。换句话说,本发明方法使相对简单的振动阻尼橡胶部件的生产变得容易和经济,通过采用经选择的橡胶材料A和B,使振动阻尼橡胶部件能展现出改进的振动阻尼特性,即低动态弹性刚度和高振动阻尼效果。
因此,本发明方法可被有利地用于形成振动阻尼橡胶部件,所述振动阻尼橡胶部件能高效地解决各种具有不同输入频带的不同输入振动,这是依据输入振动的频带,通过适当选择包括橡胶材料A和B的橡胶组合物来实现的,经选择的橡胶组合物使所生产的振动阻尼橡胶部件对于将被阻抑的输入振动的特定类型展现出低动态弹性刚度和高阻尼效果。由此生产的振动阻尼橡胶部件可被适当地用在振动传递系统中以表现出优异的振动阻尼特性,振动传递系统是比如汽车,它包括各种需要被阻抑的振动。
                   实施例
描述本发明的几个实施例以进一步阐述本发明。应当理解,本发明绝非是被限制于这些实施例,除了下述实施例和前面的说明之外,只要没有背离本发明的精神本领域技术人员在实施本发明时可以对其进行各种变化、修改和改进。
                  实施例1(1)动态特性试验、拉伸试验和硬度试验
首先,依照本发明制备未硫化天然橡胶(NR)作为橡胶材料A,它可使所生产的振动阻尼橡胶部件展现出足够低的动态弹性刚度,并同样依照本发明制备下表3所示组合物的母料,它包括未硫化氯丁基橡胶(Cl-IIR)和氧化锌的混合物,前者作为橡胶材料B,可使所生产的振动阻尼橡胶部件展现出足够高的振动阻尼效果,后者作为硫化剂B。母料还包括作为硫化促进剂的二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZnEDC),以及作为硫化促进辅助剂的十八烷酸。
            表3
    成分   含量(以重量计)
    氯化IIR     100
    氧化锌     1.5
    ZnEDC     1.5
    十八烷酸     1
分别由NR与如上制备的母料组合物的组合来制备本发明试样1-6的前体,所述组合具有不同的NR与Cl-IIR的混合或掺和比例(以重量计)(掺和比例NR/Cl-IIR),如下表4所示。将各组合分别引进称为“班伯里密炼机”的捏合机,在150-160℃下用5-10分钟将其均匀捏和或混合到一起,这样就只有以Cl-IIR形式存在的橡胶材料B被硫化,而NR未被硫化。对于试样1-7的各个前体,测定其分散于NR物质中的Cl-IIR颗粒尺寸,以获取Cl-IIR的平均颗粒尺寸。所获得的各试样前体中Cl-IIR的平均颗粒尺寸被确认是大约0.5-5μm。
向各试样前体中100重量份的未硫化NR中,加入作为硫化剂A的硫和表4所示的各种添加剂,其各自的量如表4所示。将这些组分在转动型混合器内均匀捏和,并在160℃下用20分钟使所得到的混合物经受压模和硫化工序,以制备作为本发明试样1-6的试验片的硫化橡胶部件,用于进行动态特性试验、拉伸试验和硬度试验。
在表4所示添加进NR的添加剂中,N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(CBS)被用作硫化促进剂,而氧化锌和十八烷酸被用作硫化促进辅助剂。在本发明实施例1中,N-苯基-N’-异丙基-对-苯二胺被用作防老剂,炭黑被用作增强剂,而矿物油被用作柔软剂。
用于进行动态特性试验的试验片是由硫化橡胶形成的圆柱形片材,其直径为50mm,高度为25mm。用粘合剂将一对圆形铁板粘接在这些圆柱形试验片的顶面和底面,铁板直径为60mm,厚度为6mm。用于进行拉伸试验的试验片,是由硫化橡胶依照JIS-K-6251-1993“硫化橡胶的拉伸试验方法”形成的哑铃状测试片材(No.3型)。用于进行硬度试验的试验片是由硫化橡胶形成的厚度为2mm的板,所依照的是JIS-K-6253-1997“硫化橡胶的物理测试方法”中所述“硬度测验器硬度试验”。
                            表4
                      本发明的试样
    1     2     3     4     5     6
    NR/Cl-IIR比   90/10   85/15   70/30   50/50   40/60   30/70
  硫化剂A和添加剂(重量份)*·硫 2 2 2 2 2 2
    ·CBS     1     1     1     1     1     1
    ·氧化锌     5     5     5     5     5     5
    ·十八烷酸     2     2     2     2     2     2
    ·防老剂     5     5     5     5     5     5
    ·炭黑     40     40     40     40     40     40
    ·矿物油     10     10     10     10     10     10
*重量份/100重量份NR
另一方面,制备对比试样1和2的试验片以用于动态特性试验、拉伸试验和硬度试验,该试验片与本发明试样1-6的试验片相似,它是通过压模和硫化工序,在160℃用20分钟对表5所示各橡胶组合物进行模塑和硫化而制成的。这些橡胶组合物只包括未硫化NR作为橡胶材料。
在对比试样中,加进NR中的添加剂的功能与上述本发明试样1-6中的添加剂的功能一样。在对比试样2中,采用相对大量的炭黑,并由此而使已知阻尼橡胶部件的振动阻尼效果得到提高。
             表5
    对比试样
    1     2
  组分(重量份)·NR     100     100
    ·硫     2     2
    ·CBS     1     1
    ·氧化锌     5     5
    ·十八烷酸     2     2
    ·防老剂     5     5
    ·炭黑     40     85
    ·矿物油     10     10
将如上所述制备的本发明试样1-6的试验片以及对比试样1和2的试验片,依照下面的方式进行动态特性试验、拉伸试验和硬度试验。
               -动态特性试验-
向各试验片提供轴向载荷,直到试验片的轴向长度被压缩了5.5mm。将载荷减小一次,之后将载荷增加再次将试验片压缩5.5mm。在第二次加载期间,测定各试验片随载荷增加而发生的压缩应变量的改变,以获取载荷-应变曲线。从所获取的载荷-应变曲线上得到当压缩应变量为1.25mm和3.75mm时的载荷值P1和P2(单位:N)。依照下式计算出各试验片的静态刚度常数Ks(N/mm):
               Ks=(P2-P1)/2.5
进而,将各试验片的轴向长度压缩2.5mm。在此压缩状态下,使该试验片在其下端(lower end)经受频率为100Hz的谐波压缩振动,这样在压缩了2.5mm的试验片的轴向长度的中部,将振动移位的振辐保持在常数±0.05mm。依照JIS-K-6385-1995“振动阻尼橡胶的测试方法”所载(a)非共振方法,取得经受100Hz振动的试验片的动态刚度常数(储存刚度常数)Kd100(N/mm)。在由此获得的动态刚度常数Kd100和上述静态刚度常数Ks的基础上,计算出各试验片的刚度常数的动态/静态比(Kd100/Ks)。所计算出的各试验片的动态/静态比值列在表6和表7中。应该注意到,试验片经受100Hz振动时,其动态弹性刚度随刚度常数的动态/静态比(Kd100/Ks)的减小而减小。
在实施例1的动态特性试验中,各试验片的轴向长度再一次被压缩2.5mm。在此压缩状态下,使该试验片在其下端(lower end)经受频率为15Hz的谐波压缩振动,这样在压缩了2.5mm试验片的轴向长度的中部,将振动移位的振辐保持在常数±0.5mm。依照JIS-K-6385-1995“振动阻尼橡胶的测试方法”所载(a)非共振方法,取得经受15Hz振动的试验片的损耗因数tanδ。所获得的各试验片的损耗因数tanδ也列在表6和表7中。应该注意到,当试验片经受15H2的振动时,其振动阻尼效果随其损耗因数的增加而增加。
图1描述了各试验片的动态/静态比Kd100/Ks和损耗因数tanδ[15Hz]之间的关系。在该图中,“□”代表本发明试样1-6的试验片,而“·”则代表对比试样1和2的试验片。
                     -拉伸试验-
依照JIS-K-6251-1993,在拉伸试验机上使用于拉伸试验的试验片经受拉伸载荷,直到各试验片断裂或破碎。在向试验片施加拉伸载荷的过程中,测定下述各项:当试验片的伸长达到100%时的拉伸应力(100%模量)、当试验片断裂时的最大拉伸应力(拉伸强度Tb)、以及当试验片断裂时的伸长量(断裂伸长Eb)。测定结果列在表6和表7中。图2中的柱和线分别列出了本发明试样1-6试验片的拉伸强度Tb和断裂伸长Eb,它们是与表4中NR和Cl-IIR的混合比相对应的。对比试样1试验片的拉伸强度Tb和断裂伸长Eb列在图表2中混合比为100/0的位置。
                  -硬度试验-
依照上述JIS-KK-6253-1997“硬度计硬度试验”,通过A型硬度计测定用于硬度试验的各试验片的硬度。测定结果作为JIS-A硬度列在表6和表7中。
                    表6
                      本发明的试样
   1   2   3  4   5   6
    动态特性试验·动态/静态比(Kd100/Ks) 1.51 1.51 1.81 2.15 2.30 2.45
·损耗因数tanδ[15Hz]   0.094   0.120   0.217  0.260   0.310   0.362
    拉伸试验·100%模量(Mpa) 1.4 1.4 1.3 1.4 1.3 1.3
·拉伸强度Tb(Mpa)   22.6   19.3   18.6  14.6   10.0   5.6
·断裂伸长Eb(%)   600   580   500  440   390   350
·JIS-A硬度   A48   A47   A48  A47   A47   A47
                     表7
    对比试样
    1     2
  动态特性试验·动态/静态比(Kd100/Ks) 1.51 1.51
  ·损耗因数tanδ[15Hz]   0.094    0.120
  拉伸试验·100%模量(Mpa) 1.4 1.4
  ·拉伸强度Tb(Mpa)   22.6    19.3
  ·断裂伸长Eb(%)   600    580
  ·JIS-A硬度   A48    A47
从表6和表7以及图1可知,只用NR作橡胶材料的对比试样1的试验片,其动态弹性刚度低(刚度常数的动态/静态比低),而且振动阻尼效果也低(低损耗因数);而对比试样2的试验片则是由组合物形成的,该组合物包括与NR混合的炭黑,炭黑的量比对比试样1要多,对比试样2的试验片与对比试样1的试验片相比,前者具有较高的振动阻尼效果,但是也具有相当高的动态弹性刚度,如图1所示。因此,可以轻易地预言,使用比对比实施例2中更大量的炭黑以试图进一步提高振动阻尼效果的做法(如先有技术),无法取得足够低的动态弹性刚度,这从图1的断裂线可明显看出。因此,不能说这样的先有技术方法是有效的。
相反,应当承认本发明试样1-6的试验片可使振动阻尼效果(损耗因数)有效提高,同时保留低动态弹性刚度(刚度常数的动态/静态比),而对比试样2的试验片则不具备这些性质。因此,应当认识到本发明可明显有效地实现所需的振动阻尼特性,也就是说既具备低动态刚度常数,又具有高振动阻尼效果。
从表6和7以及图2中所示的拉伸和硬度试验结果,还应当认识到,本发明试样1-6的试验片展现出拉伸和硬度特性,如100%模量、拉伸强度Tb和断裂伸长Eb,它们都是可与对比试样1和2的试验片的这些特性相比较的。特别是,从图2可知,只要用作橡胶材料B的Cl-IIR的量少于用作橡胶材料A的NR的量,那么其物理性质如拉伸强度Tb和断裂伸长Eb都可以保持在足够高的数值。(2)耐久性试验
如上述试验中那样,制备未硫化天然橡胶(NR)作为橡胶材料A,它可使所生产的振动阻尼橡胶部件展现出足够低的动态弹性刚度,并制备下表8所示组合物的母料(以下称为“母料AEM”),其包括未硫化丙烯酸酯类橡胶(AEM:VAMAC-G,可从三井杜邦高分子化学株式会社(Mitsui Dupont Polychemical Kabushiki Kaisha)获得)和亚己基二胺氨基甲酸酯的混合物,前者作为橡胶材料B,可使所生产的振动阻尼橡胶部件展现出足够高的振动阻尼效果,后者作为硫化剂B。母料AEM还包括作为硫化促进剂的二邻甲苯胍(DT),以及作为硫化促进辅助剂的十八烷酸。
                  表8
    成分   含量(以重量计)
  丙烯酸酯类橡胶     100
亚己基二胺氨基甲酸酯     2
    DT     5
    十八烷酸     2
由如上制备的NR与母料AEM的各自组合来制备本发明试样7-9的前体以及对比试样4的前体,所述组合具有NR与AEM的各自混合或掺和比例(掺和比例NR/AEM)(以重量计),如下表9所示。将各组合分别引进称为“班伯里密炼机”的捏合机,在150-160℃用5-10分钟将其均匀捏和或混合到一起,这样就只有丙烯酸酯类橡胶被硫化,而NR未被硫化。
向本发明试样7-9的前体以及对比试样3和4(对比试样3仅由未硫化NR来制备)的前体中,加入硫和表9所示的各种添加剂,其各自的量如表9所示。添加剂由氧化锌加十八烷酸、HAF炭黑(ASTM-N330)以及以芳族加工油形式存在的柔软剂组成。将所有上述组分在转动型混合器内均匀捏和,并使所得到的混合物经受压模和硫化工序,以制备作为本发明试样7-9以及对比试样3和4的试验片的硫化橡胶部件,来进行耐久性试验和永久性压缩应变试验。在160℃下对用于耐久性试验的试验片进行20分钟的硫化,在160℃下对用于永久性压缩应变试验的试验片进行30分钟的硫化。对于本发明试样7-9的各个试验片,测定其分散于NR物质中的丙烯酸酯类橡胶颗粒的尺寸,以获取丙烯酸酯类橡胶的平均颗粒尺寸。所获得的各试验片中丙烯酸酯类橡胶的平均颗粒尺寸被确认是大约0.5-3μm。
用于进行耐久性试验的试验片,是依照JIS-K-6251-1993“硫化橡胶的拉伸试验方法”形成的哑铃状测试片材(No.5型)。用于进行永久性压缩应变试验的试验片是依照JIS-K-6262-1997“硫化橡胶和热塑性橡胶的永久性应变试验方法”制备的大片材。
                           表9
            本发明试样        对比试样
    7     8     9     3     4
组分(重量份)·  NR·母料AEM·炭黑·柔软剂·硫·CBS·氧化锌+十八烷酸 60 80 90 100 50
    43.6     21.8     10.9     -     54.5
    25     25     25     25     25
    5     5     5     5     5
    1     1     1     1     1
    2     2     2     2     2
    5     5     5     5     5
将如上所述制备的本发明试样7-9以及对比试样3-4的试验片,依照下面的方式进行耐久性试验和永久性压缩应变试验。
                    -耐久性试验-
通过合适的拉伸试验机,使用于耐久性试验的各试验片反复承受拉伸载荷,使得试验片经受每分钟300次0-100%的拉伸应变,直到试验片断裂或破碎。记录下到断裂为止试验片的拉伸应变次数。将所获得的次数列在表10中,作为该试验片的耐久性(哑铃疲劳)的指示值。
               -永久性压缩应变试验-
以预定压缩比,通过合适的压缩装置在100℃对用于永久性压缩应变试验的各试验片压缩22小时,所依照的是JIS-K-6262-1997“5.永久性压缩应变试验”的方法。然后从将压缩载荷从各试验片撤去,并将试验片保持在室温经过预定的冷却时间。之后,测定各试验片中心部分的厚度,以获得永久性压缩应变百分比。所获得的各试验片的永久性压缩应变百分比值列在表10中。
                                   表10
           本发明试样      对比试样
    7     8     9     3     4
耐久性:哑铃疲劳(×10K)     10     7.0     6.5     5.0     12
永久性压缩应变(%)     38     34     33     33     48
从表10中所列试验结果可明显看出,本发明试样7-9的各试验片与对比试样4的试验片相比,前者具有明显较高的耐久性。试样7-9的试验片是由天然橡胶作为橡胶材料A(以减小动态弹性刚度)、丙烯酸酯类橡胶作为橡胶材料B(以提高振动阻尼效果)来制备的,而对比试样4的试验片则仅由NR制备。制备对比试样4的试验片时,是采用丙烯酸酯类橡胶作为橡胶材料B以提高振动阻尼效果的,但是丙烯酸酯类橡胶的含量小于本发明所需要的量,因而该试验片的耐久性虽然提高了,但其永久性压缩应变百分比却高于所要求的值。虽然要求振动阻尼橡胶部件具有低的永久性压缩应变百分比,但对比试样4却使这一物理性质变差。
                      实施例2
在本实施例中,制备未硫化天然橡胶(NR)或未硫化丁苯橡胶(SBR)作为橡胶材料A,同时制备各种母料作为橡胶材料B,所采用的是未硫化的各种物质:氟橡胶(FR)、氯丁橡胶(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)、马来酸改性的丁腈橡胶(X-NBR)、丙烯酸烷基酯和乙烯的共聚物(AEM)、氯化聚乙烯(CPE),将上述物质与经选择的添加剂以表11和12所示的不同比例结合使用。
                             表11
                                                    单位:重量份
    FR母料          CR母料         CSM母料
    FR   100     CR   100     CSM   100
    MgO     3     MgO     4     MgO     5
    CaO     6     ZnO     5 交联辅助剂2)     3
    十八烷酸     1 硫化促进剂3)     2
硫化促进剂1)     0.5
1)2-巯基咪唑啉                        2)季戊四醇
3)四硫化双亚戊基秋兰姆
                                     表12
                                                              单位:重量份
    X-NBR母料        AEM母料          CPE母料
    X-NBR     100     AEM   100     CPE     100
    十八烷酸     1     十八烷酸     2     MgO     10
    ZnO     1.5     交联剂4)     2     增塑剂6)     10
硫化促进剂3)     1.5     硫化促进剂5)     5     交联剂4)     3
3)见表11。
4)亚己基二胺氨基甲酸酯
5)二邻甲苯胍
6)邻苯二甲酸二辛基酯
从橡胶材料A与包括橡胶材料B的母料混合物的各自的组合来制备本发明试样10-17以及对比试样5-7的前体,该组合具有橡胶材料A与B的各自混合或掺和比例(重量),如下表13和14所示。将各组合分别在150-160℃用5-10分钟将其均匀捏和或混合到一起,这样就只有橡胶材料B被硫化,而橡胶材料A未被硫化。对于各试样10-17的前体,测定其分散于橡胶材料A中的橡胶材料B的颗粒尺寸,以获取橡胶材料B的平均颗粒尺寸。所获得的各试样前体中橡胶材料B的平均颗粒尺寸被确认是大约0.5-5μm。
在由此制备的各初始试样中,未硫化橡胶材料A被硫化。详细地说,将各对比试样5和本发明试样10-14中的100重量份未硫化橡胶材料A与2重量份作为硫化剂A的硫、5重量份加工助剂、1重量份基于亚磺酰胺的硫化促进剂相混合。将这些组分均匀捏和,并使得到的混合物在160℃经受20分钟压模和硫化工序,如实施例1,以制备对比试样5和本发明试样10-14的试验片。对于对比试样6和7以及本发明试样15-17,将100重量份未硫化橡胶材料A与3重量份作为硫化剂A的硫、5重量份加工助剂、25重量份HAF炭黑(ASTMN330)、10重量份柔软剂(芳族加工油)、1重量份基于亚磺酰胺的硫化促进剂相混合。将这些组分均匀捏和,并使得到的各混合物中的橡胶材料A在160℃经受20分钟压模和硫化工序,以制备对比试样6和7以及本发明试样15-17的试验片。
按照实施例1的相同方法,对由此获得的对比试样和本发明试样的试验片进行试验,以测定它们的拉伸强度(Tb)、断裂伸长(Eb)、JIS-A硬度、和经过热老化试验(80℃、250小时)之后试验片的拉伸强度变化量(ΔTb)以及断裂伸长变化量(ΔEb)。进一步,按照实施例1的相同方法,使试验片经受哑铃疲劳试验。试验片的试验结果列在表13和14中。进一步测定试验片的抗臭氧性和抗透气性。测定结果也列在表13和14中。
依照JIS-K-6301-1995的静态臭氧恶化试验(static ozone-deterioration test)评估抗臭氧性。详细地说,将JIS No.1试验片固定伸长20%,并在40℃使其暴露于臭氧浓度为50±5pphm的大气中168小时。依据在上述伸长并暴露于大气期间各试验片是否破碎或断裂来评估其抗臭氧性。依照ASTM-D-1434-82的方法评估抗透气性。即在60℃,将2mm厚的各薄片状试验片置于两侧不同的压力中,薄片的一侧(高压侧)是100Kpa压力的N2气,而另一侧(低压侧)的压力为1330Pa。对抗透气性的评估是以N2气从高压侧到低压侧的渗透比率(cc·cm/cm2·sec·atm)为基础的。
                          表13
对比试样                      本发明试样
    5     10   11     12     13     14
聚合物 NR NR/FR   NR/CR    NR/CSM     NR/X-NBR     NR/AEM
    混合比     100     70/30    70/30     70/30     70/30     30/70
    Tb(Mpa)     23     19    22     23     12     23
    Eb(%)     690     860    840     680     720     740
    JIS-A硬度     A40     A38    A38     A42     A41     A43
    热老化后:·ΔTb(%) -22 -34 -31 -21 -12 -16
    ·ΔEb(%)     -11     -30    -56     -13     -6     -4
    耐久性:哑铃疲劳(×10K) 6 16 - 17 3 30
    透气性(×10-9)(cc·cm/cm2·sec) 2.65 2.34 2.00 1.92 2.00 2.30
  臭氧恶化时间     72H     -    120H     -     144H   未断裂
                               表14
  对比试样          本发明试样
  6     7     15     16     17
    聚合物   NR     SBR     NR/CPE     SBR/CSM     SBR/CPE
    混合比   100     100     65/35     65/35     65/35
    Tb(Mpa)   25     19     17     12     17
    Eb(%)   630     670     670     270     590
    JIS-A硬度   A50     A53     A58     A65     A65
    热老化后:·ΔTb(%) -41 -48 -55 0 -8
   ·ΔEb(%)   -24     -54     -52     -26     -32
 耐久性:哑铃疲劳(×10K) 9 28 18 2 30
 臭氧恶化时间   14H     72H     未断裂     96H     144H
从表13和14所列试验结果可知,由混合到一起的聚合物组合制备的本发明试样10-17的硫化橡胶部件,具有优异的下述各种特性:
试样10:耐久性
试样11:耐久性、抗臭氧性
试样12:耐热性、耐久性、抗透气性、抗臭氧性
试样13:耐热性、抗透气性、抗臭氧性
试样14:耐热性、耐久性、抗臭氧性
试样15:耐久性、抗臭氧性
试样16:耐热性、抗臭氧性
试样17:耐热性、耐久性、抗臭氧性
                    实施例3
由作为橡胶材料A的未硫化天然橡胶(NR)和/或未硫化丁苯橡胶(SBR)的各自组合,以及实施例1中制备的母料Cl-IIR来制备对比试样11及本发明试样18和19的前体,各组合具有NR、SBR和Cl-IIR的不同混合或掺和比例(重量),如下表15所示。将各组合的组分引进称为“班伯里密炼机”的捏合机,在150-160℃用5-10分钟将其均匀捏和或混合到一起,这样就只有以Cl-IIR形式存在的橡胶材料B被硫化,而橡胶材料A未被硫化。对于试样1-7的各个前体,测定其分散于橡胶材料A物质中的Cl-IIR颗粒尺寸,以获取Cl-IIR的平均颗粒尺寸。所获得的各试样前体中Cl-IIR的平均颗粒尺寸被确认是大约0.5-5μm。
向各试样前体中100重量份的未硫化橡胶材料A中,加入作为硫化剂A的硫和表15所示的各种添加剂,其各自的量如表15所示。将这些组分在转动型混合器内均匀捏和,并在160℃使所得到的混合物经受20分钟压模和硫化工序,以制备本发明试样18和19以及对比试样11的试验片,来进行动态特性试验、硬度试验和拉伸试验。
在表15所示添加进橡胶材料A的添加剂中,N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBS)被用作硫化促进剂,而氧化锌和十八烷酸被用作硫化促进辅助剂。在本发明实施例3中,蜡被用作防老剂,炭黑被用作橡胶特性调节剂(增强剂),一种油被用作柔软剂。
                            表15
  本发明试样             对比试样
    18     19     8     9     10     11
 NR     85     55     100     60     100     85
 SBR     -     35     -     40     -     -
 母料Cl-IIR     15     10     -     -     -     15
 硫     2     2     2     2     2     2
 十八烷酸     5     5     5     5     5     5
 氧化锌     2     2     2     2     2     2
 蜡     2     2     2     2     2     2
 炭黑     55     50     55     50     40     40
 油     5     25     5     25     10     10
 硫化促进剂     2     2     2     2     2     2
制备对比试样8、9和10的试验片时,只采用橡胶材料A,橡胶材料A被分别用于本发明试样18和19以及对比试样11并在其中作为基质相(“海”相)。也就是说,依照本发明,这些试验片不包括分散于橡胶材料A中的橡胶材料B。对比试样8、9和10的试验片包括同样列在表15中的添加剂。在160℃使橡胶材料A和添加剂的混合物经受20分钟压模和硫化工序,以获取试验片。从表15可知,除了以Cl-IIR形式存在的橡胶材料B不分散于以NR形式存在的橡胶材料A中以外,对比试样8与试样18的硫化橡胶部件相似。同样,对比试样9对应于本发明试样19,而对比试样10对应于本发明试样11。
按照与实施例1相同的方法,对本发明试样18和19以及对比试样8-11的试验片进行动态特性试验、硬度试验和拉伸试验。试验结果列在表16中。
图3描述了各试验片的刚度常数的动态/静态比(Kd100/Ks)和损耗因数tanδ[15Hz]之间的关系,其中“□”代表本发明试样18-19的试验片,它们具有“海岛型”结构;“■”代表对比试样8的试验片,它也具有“海岛型”结构,但它的基质相不能使其具有本发明所要求的阻尼橡胶特性;“●”代表本发明试样18-19和对比试样11的试验片,它们不包括任何量的作为“岛”相的橡胶材料B。
                                            表16
       本发明试样                    对比试样
  18   19     8  9   10   11
动态特性试验·动态/静态比(Kd100/Ks) 2.38 2.18 2.80 2.48 1.30 1.53
·损耗因数tanδ[15Hz]   0.189   0.178   0.175   0.145   0.068   0.120
物理性质·JIS-A硬度 A65 A51 A65 A50 A50 A51
·拉伸强度Tb(Mpa)   20   15   26   21   25   19
·断裂伸长Eb(%)   480   530   580   680   600   540
在对比试样11中采用Cl-IIR作为官能团硫化类型橡胶材料从而向对比试样10的硫化橡胶部件提供“海岛型”结构,而对比试样10的橡胶特性不能满足本发明的要求(即tanδ=0.068<0.1),从表16和图3中所列动态特性试验结果可明显看出,对比试样11的试验片比对比试样10的试验片具有更好的振动阻尼效果(即更高的损耗因数tanδ),但是其刚度常数的动态/静态比也相对较高。因此,应当明白,对比试样11的试验片并未解决先有技术中存在的问题,即振动阻尼效果的提高将会导致刚度常数的动态/静态比的增加。
还应当理解,与对比试样11的试验片不同,本发明试样18和19的试验片与对比试样8和9的试验片(其橡胶材料仅由橡胶材料A组成)相比,其损耗因数tanδ显著增加,刚度常数的动态/静态比明显下降。也就是说,本发明试样18和19不仅在低频率输入振动时具有进一步提高的振动阻尼效果,而且在高频率输入振动时具有低的刚度常数的动态/静态比(低动态弹性刚度)。
从表16所列的硬度和拉伸试验结果还可以知道,本发明试样18和19的试验片可确保JIS-A硬度至少为A50,并且其它物理性质如拉伸强度(Tb)和断裂伸长(Eb)也令人满意。
                   工业适用性
从前面的描述可以知道,本发明的振动阻尼橡胶部件既能展现出低动态弹性刚度,又具有高振动阻尼效果,可被适当地用作汽车上的振动阻尼橡胶部件,如引擎装置,以及各种其它要求具有不同振动阻尼特性的振动阻尼结构,这些振动阻尼特性依据不同频率的不同种类输入振动而定。本发明的生产振动阻尼橡胶部件的方法使具有优良阻尼特性的振动阻尼橡胶部件的制造既具有经济可行性,又容易进行。
本发明方法使所生产的振动阻尼橡胶部件展现出显著降低的刚度常数的动态/静态比,同时保留了高振动阻尼效果并且确保了振动阻尼橡胶部件所需的各种物理性质。由此,本发明方法使得既能展现出高振动阻尼效果又具有低动态刚度常数的振动阻尼橡胶部件的生产成为可能。
按照条约第19条的修改
1.(修改)一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,橡胶材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果,而橡胶材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度,其特征在于:
所述橡胶材料A由NR或者NR与SBR的混合物组成,而所述橡胶材料B由马来酸-改性的EPM、CSM、CPE、FR或丙烯酸酯类橡胶组成,并且起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
2.(修改)一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度,其特征在于:
所述橡胶材料A由NR与BR的混合物组成,而所述橡胶材料B由卤化IIR、马来酸-改性的EPM、CR、羧基-改性的NBR、CSM、CPE、FR或丙烯酸酯类橡胶组成,并且起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
3.(修改)一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度,其特征在于:
所述橡胶材料A由NR组成,而所述橡胶材料B由卤化IIR组成,并且起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
4.(修改)权利要求1的振动阻尼橡胶部件,其中所述硫化橡胶材料B由具有平均尺寸为0.1-100μm且分散于所述硫化橡胶材料A中的精细颗粒组成。
5.一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度,其特征在于:
所述橡胶材料A是天然橡胶,而所述橡胶材料B是丙烯酸酯类橡胶,所述橡胶材料A和B以90/10-60/40的重量比被混合到一起;并且
起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B,是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化而形成为具有0.1-100μm大小的精细颗粒的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
6.一种生产振动阻尼橡胶部件的方法,其特征在于:将能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度的未硫化橡胶材料A、能使振动阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果的未硫化橡胶材料B、以及只能硫化所述未硫化橡胶材料B的硫化剂均匀地混合在一起;加热所述未硫化橡胶材料A和B以及所述硫化剂的混合物,以硫化所述未硫化橡胶材料B,从而使硫化橡胶材料B的精细颗粒分散于所述未硫化橡胶材料A中;向所述混合物中加入能硫化所述未硫化橡胶材料A的硫化剂;使如此获得的混合物形成所需的形状,并加热成形后的混合物使所述未硫化橡胶材料A硫化,以获得具有海岛型结构的所述振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中。
7.权利要求5的方法,其中所述未硫化橡胶材料A与橡胶材料B被均匀混合,使只能硫化所述未硫化橡胶材料的所述硫化剂与所述未硫化橡胶材料混合。
8.权利要求5或6的方法,其中所述未硫化橡胶材料A是被基于硫的硫化体系所硫化的,而所述未硫化橡胶材料B是被基于树脂的硫化体系、基于金属氧化物的硫化体系或基于胺的硫化体系所硫化的。
9.一种生产具有所需的形状、低的刚度常数的动态/静态比、高振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的方法,该方法是通过使包含有作为橡胶组分的基于二烯的橡胶材料的橡胶组合物硫化并成形而得到的,它可使被硫化和成形的橡胶组合物具有至少为0.1的损耗系数tanδ,其特征在于:
在每100%总重的下述两种橡胶中,所述基于二烯的橡胶材料的一部分被不超过40%重量的官能团-硫化类型的橡胶材料所代替,并且所述两种橡胶材料和只能硫化所述官能团-硫化类型橡胶的硫化剂被均匀地混合到一起以形成混合物,将其加热以使所述橡胶材料被硫化,从而使被硫化的官能团-硫化类型的橡胶材料的精细颗粒分散于所述基于二烯的橡胶材料中,其中可硫化所述基于二烯的橡胶材料A的硫化剂被加入所述混合物中,然后将如此获得的混合物制成所需形状,并加热使基于二烯的橡胶材料A硫化,从而获得所述振动阻尼橡胶部件,以便该振动阻尼部件具有海岛型结构,其中所述官能团-硫化类型的橡胶材料的精细颗粒作为分散相被分散于所述基于二烯的橡胶材料的基质相中,该部件具有所述低的刚度常数的动态/静态比。
10.权利要求8的方法,其中所述官能团-硫化类型的橡胶材料是卤化IIR。
11.权利要求8或9的方法,其中所述官能团-硫化类型的硫化橡胶材料以平均大小为0.1-100μm的精细颗粒的形式分散于所述硫化的基于二烯的橡胶材料中。

Claims (10)

1.一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,橡胶材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果,而橡胶材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度,其特征在于:
起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化形成的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时被硫化的。
2.权利要求1的振动阻尼橡胶部件,其中所述硫化橡胶材料B由平均尺寸为0.1-100μm且分散于所述硫化橡胶材料A中的精细颗粒组成。
3.权利要求1或2的振动阻尼橡胶部件,其中所述橡胶材料A由NR或者NR与BR或SBR的混合物组成;所述橡胶材料B由卤化IIR、马来酸改性的EPM、CR、羧基改性的NBR、CSM、CPE、FR或丙烯酸酯类橡胶组成。
4.一种具有海岛型结构的振动阻尼橡胶部件,其中硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相被分散在硫化橡胶材料A的基质相中,材料B能使振动阻尼橡胶部件具有高的振动阻尼效果,而材料A能使振动阻尼橡胶部件展现出低动态弹性刚度,其特征在于:
所述橡胶材料A是天然橡胶,而所述橡胶材料B是丙烯酸酯类橡胶,所述橡胶材料A和B以90/10-60/40的重量比被混合到一起;并且
起所述分散相作用的所述硫化橡胶材料B,是在所述橡胶材料B的未硫化物质被均匀地混合并分散于所述橡胶材料A的未硫化物质中时,通过将橡胶材料B的未硫化物质进行硫化而形成为具有0.1-100μm大小的精细颗粒的;而所述橡胶材料A的未硫化物质则是在所述硫化橡胶材料B分散于所述橡胶材料A的所述未硫化物质中时被硫化的。
5.一种生产振动阻尼橡胶部件的方法,其特征在于:将能使振动阻尼橡胶部件展现出低程度的动态弹性刚度的未硫化橡胶材料A、能使振动阻尼橡胶部件具有高振动阻尼效果的未硫化橡胶材料B、以及只能硫化所述未硫化橡胶材料B的硫化剂均匀地混合到一起;加热所述未硫化橡胶材料A和B以及所述硫化剂的混合物,以硫化所述未硫化橡胶材料B,从而使硫化橡胶材料B的精细颗粒分散于所述未硫化橡胶材料A中;向所述混合物中加入能硫化所述未硫化橡胶材料A的硫化剂;使如此获得的混合物制成所需的形状,并加热成形后的混合物使所述未硫化橡胶材料A硫化,以获得具有海岛型结构的所述振动阻尼橡胶部件,其中,硫化橡胶材料B的精细颗粒作为分散相分散在硫化橡胶材料A的基质相中。
6.权利要求5的方法,其中所述未硫化橡胶材料A与橡胶材料B被均等混合,使只能硫化所述未硫化橡胶材料的所述硫化剂与所述未硫化橡胶材料混合。
7.权利要求5或6的方法,其中所述未硫化橡胶材料A是被基于硫的硫化体系所硫化的,而所述未硫化橡胶材料B是被基于树脂的硫化体系、基于金属氧化物的硫化体系或基于胺的硫化体系所硫化的。
8.一种生产具有所需的形状、低的刚度常数的动态/静态比、高振动阻尼效果的振动阻尼橡胶部件的方法,该方法是通过使包含有作为橡胶组分的基于二烯的橡胶材料的橡胶组合物硫化并成形而得到的,它可使被硫化和成形的橡胶组合物具有至少为0.1的损耗系数tanδ,其特征在于:
在每100%总重的下述两种橡胶中,所述基于二烯的橡胶材料的一部分被不超过40%重量的官能团-硫化类型的橡胶材料所代替,并且所述两种橡胶材料和只能硫化所述官能团-硫化类型橡胶的硫化剂被均匀地混合到一起以形成混合物,将其加热以使所述橡胶材料被硫化,从而使被硫化的官能团-硫化类型的橡胶材料的精细颗粒分散于所述基于二烯的橡胶材料中,其中可硫化所述基于二烯的橡胶材料A的硫化剂被加入所述混合物中,然后将如此获得的混合物制成所需形状,并加热使基于二烯的橡胶材料A硫化,从而获得所述振动阻尼橡胶部件,以便该振动阻尼部件具有海岛型结构,其中所述官能团-硫化类型的橡胶材料的精细颗粒作为分散相被分散于所述基于二烯的橡胶材料的基质相中,该部件具有所述低的刚度常数的动态/静态比。
9.权利要求8的方法,其中所述官能团-硫化类型的橡胶材料是卤化IIR。
10.权利要求8或9的方法,其中所述官能团-硫化类型的硫化橡胶材料以平均大小为0.1-100μm的精细颗粒的形式分散于所述硫化的基于二烯的橡胶材料中。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102675705A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 武汉臣基工程科技有限公司 一种宽温域高阻尼橡胶组合物及其制备方法
CN103073760A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种乳聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073758A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073759A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种溶聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
WO2013060288A1 (zh) * 2011-10-26 2013-05-02 中国石油化工股份有限公司 一种改性橡胶母料及其所制备的橡胶组合物及其硫化胶和他们的制备方法
WO2013060290A1 (zh) * 2011-10-26 2013-05-02 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN112159553A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 陕西省石油化工研究设计院 一种低动弹簧特性的复合减震橡胶及其制备方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3799968B2 (ja) 2000-06-16 2006-07-19 東海ゴム工業株式会社 耐久性に優れた防振ゴムの製造方法
US6656582B2 (en) * 2000-06-16 2003-12-02 Tokai Rubber Industries, Ltd. Rubber product with metallic structure and method of producing the same
ATE423236T1 (de) * 2001-04-04 2009-03-15 Rockwool Int Schwingungsdämpfungssystem
US20030170614A1 (en) * 2001-08-31 2003-09-11 Megede Jan Zur Polynucleotides encoding antigenic HIV type B polypeptides, polypeptides and uses thereof
US7172800B2 (en) * 2003-11-03 2007-02-06 Material Sciences Corporation Sheet molding compound damper component, and methods for making and using the same
ATE340993T1 (de) * 2004-06-23 2006-10-15 Rieter Technologies A G Vorrichtung für die bestimmung der verlustzahl von dämpfungsmaterialien
JP2007039067A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Kurashiki Kako Co Ltd 防振パレット
FR2890427B1 (fr) * 2005-09-08 2010-09-10 Valeo Embrayages Piece d'amortissement pour double volant amortisseur.
DE112012002208B4 (de) 2011-05-24 2021-04-29 Firestone Industrial Products Company, Llc Elastomerer Luftfederbalg und diesen aufweisende Luftfeder
KR101286513B1 (ko) * 2011-06-23 2013-07-16 송인규 차량용 쇽업소버 방진기능 개스킷 및 이의 제조방법
CN103289153B (zh) * 2013-06-24 2015-03-18 苏州新区佳合塑胶有限公司 一种改性的减震用丁苯橡胶及其制备方法
JP6214655B2 (ja) * 2013-07-11 2017-10-18 三井化学株式会社 制振材および重合体組成物
JP2015160903A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 住友ゴム工業株式会社 高減衰組成物、制震ダンパおよび免震支承
JP6546570B2 (ja) 2016-08-31 2019-07-17 住友理工株式会社 防振ゴム組成物および防振ゴム
DE102017223107A1 (de) * 2017-12-18 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug
CN108948449B (zh) * 2018-05-29 2021-03-16 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种超低硬度高阻尼橡胶复合材料及其制备方法、应用
US20230213079A1 (en) * 2021-12-30 2023-07-06 Volvo Car Corporation Vibration isolation support device
CN117247609B (zh) * 2023-11-17 2024-02-23 河南恒发科技股份有限公司 一种新能源汽车悬置用低阻尼高性能橡胶及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2787049B2 (ja) * 1989-05-24 1998-08-13 ジェイエスアール株式会社 フッ素ゴム組成物
JPH0544776A (ja) * 1991-07-25 1993-02-23 Meiji Rubber & Chem Co Ltd 防振ゴム用組成物
JP3201542B2 (ja) 1992-08-24 2001-08-20 株式会社明治ゴム化成 ゴム組成物の製造方法
JP3449726B2 (ja) * 1995-07-11 2003-09-22 日本ゼオン株式会社 導電性ゴム組成物及びその製造方法
JP3145029B2 (ja) 1996-05-16 2001-03-12 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物
JP3693499B2 (ja) 1998-06-05 2005-09-07 東海ゴム工業株式会社 防振ゴム組成物の製造方法、防振ゴム組成物及び防振ゴム部材
JP2000198974A (ja) * 1998-12-28 2000-07-18 Yokohama Rubber Co Ltd:The 制振材または防振材
JP3799968B2 (ja) * 2000-06-16 2006-07-19 東海ゴム工業株式会社 耐久性に優れた防振ゴムの製造方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073759B (zh) * 2011-10-26 2016-02-24 中国石油化工股份有限公司 一种改性橡胶组分及制法和一种溶聚丁苯橡胶组合物及其制法和其硫化胶
CN103073760A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种乳聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073758A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073759A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种溶聚丁苯橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
WO2013060288A1 (zh) * 2011-10-26 2013-05-02 中国石油化工股份有限公司 一种改性橡胶母料及其所制备的橡胶组合物及其硫化胶和他们的制备方法
WO2013060290A1 (zh) * 2011-10-26 2013-05-02 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073758B (zh) * 2011-10-26 2015-09-16 中国石油化工股份有限公司 一种橡胶组合物及其制备方法和其硫化胶
CN103073760B (zh) * 2011-10-26 2015-09-16 中国石油化工股份有限公司 一种改性橡胶组分及制法和一种乳聚丁苯橡胶组合物及其制法和其硫化胶
US9290643B2 (en) 2011-10-26 2016-03-22 China Petroleum & Chemical Corporation Modified rubber masterbatch, and rubber composition and vulcanized rubber produced therefrom, and the preparation processes for them
RU2607581C2 (ru) * 2011-10-26 2017-01-10 Чайна Петролеум Энд Кемикал Корпорейшн Резиновая смесь, способ ее получения и вулканизированная резина, полученная из нее
CN102675705B (zh) * 2012-05-24 2013-11-20 武汉臣基工程科技有限公司 一种宽温域高阻尼橡胶组合物及其制备方法
CN102675705A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 武汉臣基工程科技有限公司 一种宽温域高阻尼橡胶组合物及其制备方法
CN112159553A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 陕西省石油化工研究设计院 一种低动弹簧特性的复合减震橡胶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100438400B1 (ko) 2004-07-02
WO2001032769A1 (fr) 2001-05-10
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US6858675B1 (en) 2005-02-22
CA2358403A1 (en) 2001-10-05
CN1206271C (zh) 2005-06-15

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