KR20200055173A

KR20200055173A - 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물 및 이를 이용한 자동차의 서스펜션 부시용 고무

Info

Publication number: KR20200055173A
Application number: KR1020180137846A
Authority: KR
Inventors: 이성현; 박현호; 이재석; 정헌섭
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2020-05-21
Also published as: KR102153181B1

Abstract

본 발명은 내열성이 향상된 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물 및 이를 이용한 자동차의 서스펜션 부시용 고무에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부타디엔 고무를 혼합하지 않고 천연고무 단독에 충전제, 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제를 각각 최적비율로 혼합함으로써 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 피로내구성과 100 ℃ 이상의 고온에서도 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물 및 이를 이용한 자동차의 서스펜션 부시용 고무에 관한 것이다.

Description

내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물 및 이를 이용한 자동차의 서스펜션 부시용 고무{RUBBER COMPOSITION FOR SUSPENTION BUSH OF AUTOMOBILE HAVING IMPROVED HEAT RESISTANCE AND RUBBER FOR SUSPENTION BUSH OF AUTOMOBILE USING THE SAME}

본 발명은 우수한 기계적 물성특성을 유지하면서도 피로내구성 및 100 ℃ 이상의 고온에서 내열성이 향상된 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물 및 이를 이용한 자동차의 서스펜션 부시용 고무에 관한 것이다.

한정된 자원의 고갈과 온실가스 배출 등의 환경적인 이유로 엔진기술은 다운 사이징된 고효율 엔진으로 발전하였다. 이러한 발전은 필연적으로 엔진룸 및 샤시부품의 온도 상승을 유발하게 된다. 여기에, 최근 판매지역 확대 기조로 인해 중동과 같은 혹서지역에도 서스펜션 등 주변 샤시계열 부품을 수출하게 되면서 온도 상승을 대비한 내열성 재료에 대한 니즈가 증대되고 있다.

특히, 서스펜션 부시는 차량 정주행 시 발생하는 진동 및 소음을 억제하고, 차량의 안락감을 향상시키는데 중요한 기능을 하는 부품으로 주로 고무로 구성되어 있어 다른 금속재 부품들 대비 열에 대해 취약한 단점이 있다.

한편, 종래 한국등록특허 제10-1847372호에는 천연고무 및 부타디엔 고무를 포함하는 자동차용 고무부시 조성물에 대해 개시하고 있으나, 부타디엔 고무의 경우 피로내구 성능이 취약하여 내열성과 하중에 의한 피로내구 성능이 동시에 요구되는 부시에는 적용할 수 없는 한계가 있다.

따라서 기존의 서스펜션 부시를 구성하는 고무 소재로 하중을 견디어 낼 수 있는 우수한 기계적 강성을 가지면서도 내열성이 우수한 새로운 고무 소재에 대한 개발이 절실히 요구된다.

한국등록특허 제10-1847372호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 부타디엔 고무를 혼합하지 않고 천연고무 단독에 충전제, 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제를 각각 최적비율로 혼합함으로써 100 ℃ 이상의 고온에서도 내열성 및 피로내구성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 고무 조성물을 포함하는 자동차의 서스펜션 부시용 고무를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.

본 발명은 천연고무 100 중량부에 대하여, 충전제 35~50 중량부; 산화아연 및 스테아린산을 포함하는 활성화제 9.5~18 중량부; 황 0.3~0.7 중량부; 가황촉진제 1~1.9 중량부; 및 노화방지제 3.5~6.5 중량부;를 포함하는 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물을 제공한다.

상기 천연고무는 무늬점도(ML₁₊₄, 100℃)가 55~65인 것일 수 있다.

상기 충전제는 입자경이 30~50 nm인 카본블랙 FEF(Fast Extrusion Furnace)인 것일 수 있다.

상기 활성화제는 산화아연 8~15 중량부 및 스테아린산 1.5~3 중량부를 포함할 수 있다.

상기 가황촉진제는 N-사이클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-Benzothiazolesulfenamide, CBS) 0.7~1.2 중량부 및 테트라메틸티우람 디설파이드(Tetramethylthiuram Disulfide, TMTD) 0.3~0.7 중량부를 포함할 수 있다.

상기 노화방지제는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 1~2 중량부, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, IPPD) 1~2 중량부 및 파라핀계 왁스 1.5~2.5 중량부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 고무 조성물을 포함하고, 상기 천연고무가 단황가교된 것인 자동차의 서스펜션 부시용 고무를 제공한다.

상기 천연고무가 단황가교(-C-S-C-)된 비율이 다황가교(-C-S_x-C-)(여기서, x는 자연수임)된 비율보다 큰 것일 수 있다.

본 발명에 따른 서스펜션 부시용 고무 조성물은 부타디엔 고무를 혼합하지 않고 천연고무 단독에 충전제, 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제를 각각 최적비율로 혼합함으로써 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 100 ℃ 이상의 고온에서도 내열성 및 피로내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.

본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.

일반적으로 부시용 고무는 차량 주행 중 유입되는 고온의 열 및 하중을 견뎌낼 수 있는 물성 특성이 요구된다. 특히 서스펜션 부시는 앞서 설명한 바와 같이 주로 고무로 이루어져 있어 다른 금속재 부품들과 대비하여 열에 취약한 단점이 있다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 강도저하를 유발하는 부타디엔과 같은 합성고무는 전혀 혼합하지 않고 천연고무만을 단독 사용하되 충전제, 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제를 각각 최적비율로 혼합함으로써 우수한 기계적 물성을 유지하는 동시에 피로내구성 및 100 ℃ 이상의 고온에서도 내열성을 향상시킬 수 있다는 사실을 알게 되었다.

보다 상세하게는 본 발명의 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물은 천연고무 100 중량부에 대하여, 충전제 35~50 중량부; 산화아연 및 스테아린산을 포함하는 활성화제 9.5~18 중량부; 황 0.3~0.7 중량부; 가황촉진제 1~1.9 중량부; 및 노화방지제 3.5~6.5 중량부;를 포함할 수 있다.

상기 천연고무는 무늬점도(ML₁₊₄, 100 ℃)가 55~65인 것일 수 있다. 여기서, 무늬점도(Mooney viscosity)라 함은 미가황 고무의 점도를 나타내는 값으로 수치가 낮을수록 미가황 고무의 가공성이 우수한 것을 나타낸다. 기존의 고무 조성물은 천연고무에 합성고무인 부타디엔 고무를 혼합하였다. 특히 천연고무에 상기 부타디엔 고무를 혼합하면 내열성은 향상될 수 있으나 기계적 강도 및 피로내구성이 저하되는 문제가 있다. 이에 따라 내열성 및 내구성이 동시에 요구되는 로어암 부시 또는 트레일링 암 부시와 같은 주요 서스펜션 부시에는 기존의 고무 조성물을 적용하는데 한계가 있다.

상기 충전제는 고무 조성물에 강성을 부여하기 위해 혼합되는 것으로 상기 천연고무 100 중량부에 대하여 35~50 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 충전제의 함량이 35 중량부 미만이면 서스펜션 부시의 강성이 부족하여 주행성능이 저하될 수 있다. 반대로, 상기 충전제의 함량이 50 중량부 초과이면 서스펜션 부시의 진동절연성이 저하되어 차체 하부에 소음이 발생하고 피로내구성이 저하되어 부품 파손을 유발할 수 있다.

상기 충전제는 입자경이 30~50 nm인 카본블랙 FEF(Fast Extrusion Furnace)인 것일 수 있다. 여기서, 입자경은 평균 입경을 의미한다. 평균 입경은 시판의 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정기, 예를 들어 마이크로 트랙 입도 분포 측정 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 또한 전자현미경 사진에서 임의로 200개의 입자를 추출하고 평균 입자 지름을 산출할 수 있다. 상기 충전제의 입자경이 30 nm 미만이면 입자크기가 너무 작아 입자간의 마찰이 증가되고 외력에 의한 고무 발열량이 증가될 수 있다. 반대로 상기 충전제의 입자경이 50 nm 초과이면 입자간의 마찰은 감소될 수 있으나 진동절연성이 나빠져서 차체 하부에 소음이 발생할 수 있다. 바람직하게는 상기 충전제는 입자경이 38~46 nm인 것일 수 있다.

상기 활성화제는 상기 고무 조성물에 가교 활성화를 촉진시키기 위해 혼합되는 것으로, 상기 천연고무 100 중량부에 대하여 9.5~18 중량부를 포함할 수 잇다. 바람직하게는 상기 활성화제는 산화아연 8~15 중량부 및 스테아린산 1.5~3 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 산화아연의 함량이 8 중량부 미만이면 다황가교로부터 단황가교로 분리하는 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 상기 산화아연의 함량이 15 중량부 초과이면 반응하지 않은 산화아연이 잔류하여 물성악화를 초래할 수 있고, 산포가 과다하게 발생할 수 있다. 여기서, 산포란 불규칙하게 분포된 미반응 산화아연이 단황가교 마저 유리황으로 분해시키는 것을 의미하며, 부분적 품질 저하 및 산포를 유발한다.

또한 상기 스테아린산의 함량이 1.5 중량부 미만이면 가교 활성화를 촉진시키는 효과가 미미하며, 이로 인해 내열성이 저하될 수 있다. 반대로, 상기 스테아린산의 함량이 3 중량부 초과이면 반응하지 않은 스테아린산이 잔류하여 물성악화를 초래할 수 있고, 산포가 과다하게 발생할 수 있다. 여기서, 산포란 물리 구조적 결점으로 작용할 수 있는 잔류 스테아린 산이 불규칙적으로 응집 분포한 것을 의미하며, 부분적 품질 저하 및 산포를 유발한다.

상기 황은 상기 고무 조성물에 강성을 부여하기 위해 포함할 수 있다. 상기 황은 특히 내열성에 유리한 단황가교(C-S-C)가 주류인 유효가황(Efficient Vulcanization)을 유도하기 위해 상기 고무 조성물에 적정량의 황을 배합하는 것이 매우 중요하다. 바람직하게는 상기 황은 상기 천연고무 100 중량부에 대하여 0.3~0.7 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 황의 함량이 0.3 중량부 미만이면 절대적인 가교밀도가 부족하여 기계적인 강도 및 피로내구성이 저하될 수 있다. 반대로, 상기 황의 함량이 0.7 중량부 초과이면 이황(C-S-S-C) 및 다황가교(C-Sx-C)(여기서, x는 자연수임)의 비율이 높아져 일반 가황(Conventional Vulcanization)으로 유도될 수 있다. 이렇게 일반 가황으로 유도되면 가교길이의 증가로 인하여 가교사슬 구조 내 열적 안정성이 떨어지는 S-S 결합이 많아져 내열성이 저하될 수 있다. 바람직하게는 상기 황은 상기 천연고무 100 중량부에 대하여 0.5~0.7 중량부를 포함할 수 있다.

상기 가황촉진제는 N-사이클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-Benzothiazolesulfenamide, CBS) 0.7~1.2 중량부 및 테트라메틸티우람 디설파이드(Tetramethylthiuram Disulfide, TMTD) 0.3~0.7 중량부를 포함할 수 있다. 상기 가황촉진제인 CBS는 그 함량이 0.7 중량부 미만이면 지효성 촉진제로의 효과가 부족하고, 가교시간을 앞당겨 스코치 현상이 발생하여 고무의 물성특성을 저하시킬 수 있다. 여기서, 스코치 현상이란 고무재료가 부품성형을 위한 금형에 사출되기 전에 가류가 시작되어 산포가 발생하는 것을 의미한다. 반대로, 상기 CBS의 함량이 1.2 중량부 초과이면 가교사슬 구조 내 열적 안정성이 부족한 S-S 결합이 많아져 내열성이 저하될 수 있다.

또한 상기 가황촉진제인 TMTD는 그 함량이 0.3 중량부 미만이면 조촉진제로의 효과 발현이 미미하여 가교도가 부족하고, 이로 인해 고무의 기계적 강성을 약화시켜 요구물성 조건을 만족하지 못할 수 있다. 반대로, 상기 TMTD의 함량이 0.7 중량부 초과이면 상기와 마찬가지로 가교사슬 구조 내 열적 안정성이 부족한 S-S 결합이 많아져 내열성이 저하될 수 있다.

상기 노화방지제는 상기 고무 조성물에 100 ℃ 이상의 고온에서도 장기간 내열성을 향상시키기 위해 혼합할 수 있다. 상기 노화방지제는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 1~2 중량부, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, IPPD) 1~2 중량부 및 파라핀계 왁스 1.5~2.5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 노화방지제인 TMQ 및 IPPD는 그 함량이 각각 너무 적으면 열노화성이 떨어져 장기내열성이 저하될 수 있고, 이로 인해 고내열 소재에 적용하는 것이 부적합할 수 있다. 반대로 상기 TMQ 및 IPPD의 함량이 각각 너무 많으면 블루밍이 발생하여 부시의 내외부 파이프와의 접착력이 열세하여 내구 파손문제가 발생할 수 있다. 특히, 상기 고무 조성물의 내열성을 향상시키기 위해서는 상기 TMQ 및 IPPD를 상기 비율로 혼합 사용하는 것이 좋다. 다만, 상기 TMQ 및 IPPD를 과량 혼합하게 되면 블루밍 발생으로 인해 접착력이 약화될 수 있어 적정범위의 함량으로 혼합하는 것이 바람직하다.

또한 상기 노화방지제인 파라핀계 왁스는 그 함량이 1.5 중량부 미만이면 고온 및 오존에 취약하여 산화에 의한 크랙이 발생할 수 있다. 반대로 상기 파라핀계 왁스의 함량이 2.5 중량부 초과이면 고무의 기계적 강성을 약화시켜 요구물성 조건을 만족하기 어려우며 블루밍 현상이 발생하여 부시의 내외부 파이프와의 접착력이 약화될 수 있다.

한편, 본 발명의 자동차의 서스펜션 부시용 고무는 상기 고무 조성물을 포함하고, 상기 천연고무가 단황가교된 것일 수 있다.

상기 자동차의 서스펜션 부시용 고무는 내열성 향상을 위해 상기 천연고무가 단황가교(-C-S-C-)된 비율이 다황가교(-C-S_x-C-)(여기서, x는 자연수임)된 비율보다 큰 것일 수 있다. 만일, 상기 다황가교된 비율이 단황가교된 비율보다 높으면 가교길이의 증가로 인해 가교사슬 구조 내 열적 안정성이 부족한 S-S 결합이 많아져 내열성이 저하될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 10

하기 표 1 및 2에 나타낸 성분 및 혼합비율로 통상의 방법에 의해 고무 조성물을 제조하였다.

[재료성분]

(1) 천연고무(Nutral Rubber, NR): 무늬점도(ML₁₊₄, 100℃)가 60인 말레이시아 산 천연고무를 준비하였다. 구체적으로 SMR CV60인 것을 준비하였다.

(2) 충전제: 입자경이 42 nm인 카본블랙 FEF(Fast Extrusion Furnace)(N550)을 준비하였다.

(3) 가황촉진제: 동양화학의 N-사이클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-Benzothiazolesulfenamide, CBS) 및 테트라메틸티우람 디설파이드(Tetramethylthiuram Disulfide, TMTD)를 준비하였다.

(4) 노화방지제: 금호몬산트의 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 및 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, IPPD)과 랑세스의 파라핀계 왁스인 Antilux 500를 준비하였다.

실험예

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 고무 조성물을 이용하여 통상의 방법에 의해 서스펜션 부시 고무를 제조하였다. 그 다음 하기의 각 항목에 따른 평가방법에 의해 물성을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3 및 4에 나타내었다.

[평가방법]

(1) 경도(Shore A): ISO 7619-1, 18898

(2) 인장강도 및 신율: ISO 37 TYPE 1A (속도: 500 mm/min)

(3) 내열성: ISO 9272, 23529, 11346

(4) 피로내구성: 장구형 3차원 시편 제작 후 3.3Hz 및 -10~10mm 변위에서 반복 병진 운동한 후 피로 내구성을 측정하였다.

상기 표 3 및 4의 결과에 의하면, 충전제를 소량 함유한 상기 비교예 1의 경우 경도 및 인장강도가 상대적으로 저하되었으며, 충전제를 과량 함유한 상기 비교예 2의 경우 경도 및 인장강도는 향상되었으나 신율 및 피로내구성이 요구물성 수준에 미달되는 것을 확인하였다.

또한 노화방지제인 TMQ 및 IPPD를 소량 함유한 상기 비교예 3의 경우 85 ℃ 및 110 ℃의 온도에서 인장강도 변화율 및 신율 변화율이 각각 높은 수치를 보이는 것으로 보아 내열성이 좋지 않은 것을 알 수 있었다.

또한 황을 소량 함유한 상기 비교예 4의 경우 경도, 인장강도 및 신율이 전체적으로 저조한 수치를 보였으며 내열성 및 피로내구성도 동시에 현저하게 낮은 수치를 보였다. 또한 황을 과량 함유한 상기 비교예 5의 경우 85 ℃ 및 110 ℃의 온도에서 경도, 인장강도 및 신율 변화율이 큰 것으로 보아 내열성이 좋지 않음을 확인하였다.

또한 가황촉진제인 CBS 및 TMTD를 과량 함유한 상기 비교예 6의 경우 경도, 인장강도 및 신율은 요구물성 기준을 만족하였으나, 85 ℃ 및 110 ℃에서 내열성은 저하된 것을 확인하였다.

또한 활성화제인 산화아연 및 스테아린산을 각각 소량 함유한 상기 비교예 7 및 8의 경우 경도, 인장강도 및 신율은 요구물성 기준을 모두 만족하였으나, 상기와 마찬가지로 85 ℃ 및 110 ℃에서 내열성이 저조한 것을 확인하였다.

또한 상기 비교예 9 및 10의 경우 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제의 혼합비율을 모두 만족하지 않음으로써 인장강도 및 피로내구성이 현저하게 저하되거나 내열성이 좋지 않은 것을 확인하였다.

이에 반해, 상기 실시예 1 내지 4의 경우 고무 성분으로 천연고무를 단독 사용하되, 충전제, 활성화제, 황, 가황촉진제 및 노화방지제를 각각 최적의 비율로 혼합함으로써 우수한 경도, 인장강도 및 신율의 물성특성을 가지는 것을 보여준다. 또한 피로내구성과 85 ℃ 및 110 ℃에서 내열성이 모두 향상된 수치를 보임을 확인하였다.

Claims

천연고무 100 중량부에 대하여,
충전제 35~50 중량부;
산화아연 및 스테아린산을 포함하는 활성화제 9.5~18 중량부;
황 0.3~0.7 중량부;
가황촉진제 1~1.9 중량부; 및
노화방지제 3.5~6.5 중량부;
를 포함하는 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 천연고무는 무늬점도(ML₁₊₄, 100℃)가 55~65인 것인 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물
제1항에 있어서,
상기 충전제는 입자경이 30~50 nm인 카본블랙 FEF(Fast Extrusion Furnace)인 것인 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 활성화제는 산화아연 8~15 중량부 및 스테아린산 1.5~3 중량부를 포함하는 것인 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 가황촉진제는 N-사이클로헥실-2-벤조티아졸설펜아미드(N-cyclohexyl-2-Benzothiazolesulfenamide, CBS) 0.7~1.2 중량부 및 테트라메틸티우람 디설파이드(Tetramethylthiuram Disulfide, TMTD) 0.3~0.7 중량부를 포함하는 것인 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 노화방지제는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 1~2 중량부, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, IPPD) 1~2 중량부 및 파라핀계 왁스 1.5~2.5 중량부를 포함하는 것인 내열성이 향상된 자동차의 서스펜션 부시용 고무 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 고무 조성물을 포함하고,
상기 천연고무가 단황가교된 것인 자동차의 서스펜션 부시용 고무.
제7항에 있어서,
상기 천연고무가 단황가교(-C-S-C-)된 비율이 다황가교(-C-S_x-C-)(여기서, x는 자연수임)된 비율보다 큰 것인 자동차의 서스펜션 부시용 고무.