KR20230123084A - 피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무 - Google Patents

피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제를 사용함으로써, 기계적 물성은 유지하면서 피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고무 조성물은 천연고무, 충진제, 활성화제, 노화방지제, 분산제, 황을 포함하는 제1 가교제, 가황촉진제 및 서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제를 포함하며, 상기 제1 작용기는 N-히드록시숙신이미드 에스테르(N-hydroxysuccinimide ester; NHS ester)이고, 상기 제2 작용기는 말레이미드(maleimide)이다.

Description

피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무{RUBBER COMPOSITION FOR MOTOR MOUNT WITH IMPROVED FATIGUE RESISTANCE AND RUBBER FOR MOTOR MOUNT COMPRISING THE SAME}
본 발명은 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제를 사용함으로써, 기계적 물성은 유지하면서 피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무에 관한 것이다.
최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 전기를 동력원으로 사용하는 전기차의 판매량이 급격히 높아지고 고객의 수요도 증가하고 있다.
따라서, 기존 석유를 동력원으로 내연기관(엔진)을 장착한 자동차와 전기를 이용하여 모터를 장착한 전기차는 주변 환경적인 측면에서 많은 차이점을 나타내고 있다.
따라서, 종래에는 내연기관에 장착되는 엔진마운트 엔진에 의한 높은 온도를 견딜 수 있도록 내열성 향상을 중심으로 고무재료의 개발이 진행되고 있다.
또한, 전기차에서는 모터에 의한 열적인 부하가 매우 적기 때문에 모터마운트에 요구되는 성능이 달라지고 있다.
따라서, 전기차의 주행거리를 늘리기 위해 많은 배터리가 장착되기 때문에 늘어난 차량의 중량에 의한 하중을 지지하기 위해 높은 내구성능을 요구되고 있다.
이에 따라 상기와 같은 배경 하에, 전기차에 적용되는 모터마운트를 구성하는 고무가 고하중을 지지할 수 있는 기계적 물성을 가지면서도 피로내구성이 우수한 새로운 고무 소재에 대한 개발이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1745213호 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0000241호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 우수한 기계적 물성을 유지하면서 피로내구성이 향상된 모터 마운트용 고무 조성물 및 이를 포함하는 모터 마운트용 고무 조성물 고무를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명에 따른 고무 조성물은 천연고무, 실리카, 충진제, 활성화제, 노화방지제, 분산제, 황을 포함하는 제1 가교제, 가황촉진제 및 서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제를 포함하며, 상기 제1 작용기는 N-히드록시숙신이미드 에스테르(N-hydroxysuccinimide ester; NHS ester)이고, 상기 제2 작용기는 말레이미드(maleimide)이다.
상기 고무 조성물은 상기 천연고무 100 중량부, 상기 충진제 15 ~ 45 중량부, 상기 활성화제 9 ~ 13 중량부, 상기 노화방지제 5 ~ 9 중량부, 상기 분산제 2 ~ 5 중량부, 상기 제1 가교제 1 ~ 2 중량부, 상기 가황촉진제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 상기 제2 가교제 0.2 ~ 1.5 중량부를 포함할 수 있다.
상기 충진제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 상기 실리카 10 ~ 30 중량부 및 상기 카본블랙 5 ~ 15 중량부를 포함할 수 있다.
상기 카본블랙은 하이 어브레이션 퍼나스(High Abrasion Furnace, HAF)를 포함할 수 있다.
상기 활성화제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 산화아연 7 ~ 13 중량부 및 스테아린산 1 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.
상기 노화 방지제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-trimethl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 1 ~ 3 중량부, N-(1,3-디메틸부틸)-N'페닐-페닐렌 디아민(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'phenyl-phenylene diamine) 1 ~ 2 중량부 및 파라핀 왁스 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 가황촉진제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 테트라벤질티우람디설파이드(Tetrabenzylthiuramdisulfide, TBzTD) 1 ~ 3 중량부 및 N-사이클로헥실벤조티아졸-2-설펜아마이드(N-Cyclohexylbenzothiazole-2-Sulfenamide, CZ) 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 제2 가교제는 N-γ-말레이미도부티릴-옥시설포숙신이미드 에스터(N-γ-maleimidobutyryl-oxysulfosuccinimide ester, GMBS)일 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 모터 마운트용 고무는 상기 고무 조성물을 포함한다.
본 발명에 따른 고무 조성물은 천연고무, 충진제, 활성화제, 노화방지제, 분산제, 황을 포함하는 제1 가교제, 가황촉진제 및 제2 가교제를 적절한 함량으로 배합함으로써 기계적 물성을 유지하면서 재료 피로내구성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터 마운트용 고무는 고하중을 갖는 대형차 및 배터리 전기차에 적용시 고하중을 버티지 못하거나 반복적인 하중에 의해 피로내구성의 부족으로 부품이 파손되는 문제점을 개선할 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.
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.
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 범 위의 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.
본 발명에 따른 고무 조성물은 천연고무, 충진제, 산화아연, 활성화제, 노화방지제, 분산제, 황을 포함하는 제1 가교제, 가황촉진제 및 서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제를 포함하며, 상기 제1 작용기는 N-히드록시숙신이미드 에스테르(N-hydroxysuccinimide ester; NHS ester)이고, 상기 제2 작용기는 말레이미드(maleimide)이다.
구체적으로, 상기 고무 조성물은 천연고무 100 중량부, 상기 충진제 15 ~ 45 중량부, 상기 활성화제 9 ~ 13 중량부, 상기 노화방지제 5 ~ 9 중량부, 상기 분산제 2 ~ 5 중량부, 상기 제1 가교제 1 ~ 2 중량부, 상기 가황촉진제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 상기 제2 가교제 0.2 ~ 1.5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고무 조성물을 구성하는 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
(A) 천연고무(Natural rubber)
기존의 고무 조성물은 천연고무에 합성고무인 부타디엔 고무를 혼합하였다. 특히 천연고무에 부타디엔 고무를 혼합하면 경도는 확보 할 수 있으나 피로내구성이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 천연고무가 고무 조성물에서 단독으로 사용되며 100 중량부로 포함될 수 있다. 천연고무는 배합 분산성이 뛰어나며, 고무 조성물에 있어서 강도 및 피로내구성을 향상 시키기 위한 것이다.
(B) 충진제
충진제는 고무 조성물에서 충진 및 보강을 위한 것으로, 상기 충진제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 15 ~ 45 중량부로 포함될 수 있다.
상기 충진제는 실리카 및 카본블랙을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 실리카는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 10 ~ 30 중량부로 포함될 수 있다. 이때 실리카의 함량이 10 중량부 미만이면 실리카 함량에 대한 물성향상 효과가 미비할 수 있다. 반대로 실리카의 함량이 30 중량부를 초과하면 실리카의 분산 및 분배의 문제점이 야기될 수 있고 방진제품 생산 시 경도의 오버 스펙으로 인하여 가공성이 좋지 못한 문제점이 있다.
상기 실리카는 고무 조성물에서 카본 블랙을 단독 배합하여 사용하였을 때 보다 병행 사용하였을 때 고무 조성물의 내구성 및 기계적 물성이 향상시키는 효과가 있다.
구체적으로, 실리카는 영구압축줄음율 및 복원력이 우수한 EVONIK 사의 Coupsil 6411가 바람직하게 사용될 수 있다.
그리고, 상기 카본블랙은 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부로 포함될 수 있다. 이때 카본블랙의 함량이 5 중량부 미만이면 기계적 물성의 저하로 인해 방진 고무 제품에서 요구되는 물성 스펙에서 벗어나는 문제점이 발생할 수 있다. 반대로 카본블랙의 함량이 15 중량부를 초과하면 실리카의 분산 및 분배 문제가 야기될 수 있고 이에 따른 기계적 물성의 급격한 저하로 인해 방진고무 제품에서 요구되는 물성 스펙에서 낮아지는 문제가 발생하며, 제품 생산 시 불량 발생 및 가공성의 문제점이 있다.
구체적으로, 카본블랙은 하이 어브레이션 퍼나스(High Abrasion Furnace, HAF)가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 하이 어브레이션 퍼나스은 작업성, 분산성이 양호하고, 다량 배합하여도 보강성이 크게 저하되지 않으며, 가황고무의 반발탄성, 내굴곡성이 양호하고 발열이 낮은 장점이 있다.
(C) 활성화제
활성화제는 가교반응의 속도를 증가시키기 위한 것으로, 산화아연(ZnO) 및 스테아르산(St-Acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성화제는 특별한 제한은 없이 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 활성화제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 9 ~ 13 중량부로 포함될 수 있다. 이때 활성화제의 함량이 9 중량부 미만이면 가교반응이 느려지는 문제점이 발생할 수 있다. 반대로 활성화제의 함량이 13 중량부를 초과하면 가교반응이 너무 빨라져서 생산성에 문제가 생길 수 있다.
구체적으로, 상기 활성화제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 상기 산화아연 7 ~ 13 중량부 및 상기 스테아린산 1 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.
(D) 노화방지제
노화방지제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 5 ~ 9 중량부로 포함될 수 있다.
상기 노화방지제는 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-trimethl-1,2-dihydroquinoline, TMQ), N-(1,3-디메틸부틸)-N'페닐-페닐렌 디아민(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'phenyl-phenylene diamine) 및 파라핀 왁스를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 노화 방지제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 1 ~ 3 중량부, N-(1,3-디메틸부틸)-N'페닐-페닐렌 디아민 1 ~ 2 중량부 및 파라핀 왁스 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린은 열에 의한 노화방지에 우수하며, 배합시 Blooming이 없고 상기 가황촉진제에 영향을 주지 않는다는 장점이 있다.
상기 N-(1,3-디메틸부틸)-N'페닐-페닐렌 디아민은 내굴곡, 내산화, 내오존 균열, 동해방지에 효과가 있고 오염성이 있으나 분해성이 좋아 가공성이 양호함. 특히 오존에 의한 산화, 동해, 굴곡균열의 방지작용도 양호한 장점이 있다.
상기 파라핀 왁스는 오존과 풍화작용에 의한 균열에 대해 고무제품을 보호할 수 있는 Anti-check wax를 사용할 수 있다.
(E) 분산제
분산제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 2 ~ 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 분산제는 특별한 제한은 없이 공지된 것을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 분산제는 Schill+Seilacher GmbH 사의 Struktol WB 212가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 분산제는 구조가 발달한 지방산으로서 카본블랙, 실리카와 고무의 분산을 더욱 용이하게 주는 역할을 한다.
(F) 제1 가교제
제1 가교제는 황을 포함한다. 상기 제1 가교제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 1 ~ 2 중량부로 포함될 수 있다. 이때 제1 가교제의 함량이 1 중량부 미만이면 고무의 내구성이 저하되고, 접착 불량이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다. 반대로 제1 가교제의 함량이 2 중량부를 초과하면 많으면 물성 저하되는 문제가 생길 수 있다.
(G) 가황촉진제
가황촉진제는 상기 제1 가교제인 황과 배합되어 고무재료의 물성을 부여하기 위한 것이다.
상기 가황촉진제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 1.5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 가황촉진제는 특별한 제한은 없이 공지된 것을 사용할 수 있다.
상기 가황촉진제는 내열성을 위해 황의 함량이 소량으로 첨가된 Monosulfide 또는 Disulfide 계열의 촉진제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가황촉진제는 테트라벤질티우람디설파이드(Tetrabenzylthiuramdisulfide, TBzTD) 및 N-사이클로헥실벤조티아졸-2-설펜아마이드(N-Cyclohexylbenzothiazole-2-Sulfenamide, CZ)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 가황촉진제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여, 테트라벤질티우람디설파이드 1 ~ 3 중량부 및 N-사이클로헥실벤조티아졸-2-설펜아마이드 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
(H) 제2 가교제
상기 제2 가교제는 고무 조성물에서 가교밀도 및 가교 유연성을 증가시켜, 고무의 피로 내구성능을 향상시키기 위한 것이다.
상기 제2 가교제는 고무 조성물에서 천연고무 100 중량부에 대하여 0.2 ~ 1.5 중량부로 포함될 수 있다. 여기서, 제2 가교제의 함량이 0.2 중량부 미만이면 목적으로 하는 내구성능을 확보하기 어렵다. 반대로 제2 가교제의 함량이 1.5 중량부를 초과하면 재료의 유연성 부족으로 물성 저하 및 피로파괴 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
상기 제2 가교제는 일 말단에 제1 작용기 및 다른 말단에 제2 작용기를 포함한다. 상기 제1 작용기 및 상기 제2 작용기가 서로 상이한 것으로, 상기 제1 작용기는 N-히드록시숙신이미드 에스테르이고, 상기 제2 작용기는 말레이미드일 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 가교제는 N-γ-말레이미도부티릴-옥시설포숙신이미드 에스터(N-γ-maleimidobutyryl-oxysulfosuccinimide ester, GMBS)가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 제2 가교제는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
그리고 본 발명은 고무 조성물을 포함하는 모터 마운트용 고무에 관한 것이다.
상기 모터 마운트용 고무는 그 이용되는 분야에 제한이 없으나, 고하중을 갖는 대형차 및 배터리 전기차에 적용시 고하중을 버티지 못하거나 반복적인 하중에 의한 피로내구성의 부족으로 부품이 파손되는 문제점을 개선할 수 있어 자동차용 부품으로 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5
하기 표 1에 나타낸 성분과 함량으로 통상의 방법에 의해 고무 조성물을 제조하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
(A)원료고무 천연고무 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(C)활성화제 아연화 10 10 10 10 10 10 10 10 10
스테아린산 1 1 1 1 1 1 1 1 1
(D)노화방지제 RD 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
Kumanox 13 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
SUNPRAX 682 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(E)분산제 WB 212 2 2 2 2 2 2 2 2 2
(B)충진제 Carbon Black 15 15 15 15 35 22 35 15 15
Silica 10 10 10 10 - 10 - 10 20
(F)제1 가교제 S 1.0 1.0 1.0 1.0 0.6 0.6 1.0 1.0 1.0
(G)가황촉진제 TBzTD-70 0.8 0.8 0.8 0.8 2 2 0.8 0.8 0.8
CZ 0.3 0.3 0.3 0.3 1 1 0.3 0.3 0.3
(H)제2가교제 GMBS 0.2 0.5 1.0 1.5 - - - 2.0 -
[원료 성분]
(A) 원료고무 : 천연고무(Nutral Rubber, NR)
(B) 충진제 :
- 카본블랙 : Orion Engineered Carbons Co.,Ltd. 사의 N330(HAF, High Abrasion Furnace)
-실리카 : EVONIK 사의 Coupsil 6411
(C) 활성화제 :
- 산화아연(ZnO)
- 스테아린산(St-Acid)
(D)노화방지제 :
- 금호몬산토 사의 Kumanox RD ( Polymer of 2,2,4-trimethl-1,2-dihydroquinoline )
- 금호몬산토 사의 Kumanox 13 ( N-(1,3-Dimethylbutyl)-N＇phenyl-phenylene diamine )
- Rhein Chemie Additives 사의 ANTILUX654, 파라핀계 왁스
(E)분산제 : Schill+Seilacher GmbH 사의 Struktol WB 212
(F)제1 가교제 : 미원화학 사의 MIDAS 101, 황(Sulfur)
(G)가황촉진제 :
- Rhein Chemie Additives 사의 TBzTD-70 ( Tetrabenzyl thiuram disulfide )
- 동양화학 사의 ORICEL CZ ( N-Cyclohexyl benzothiazole-2-Sulfenamide )
(H)제2가교제 : SigmaAldrich 사의 GMBS (N-γ-maleimidobutyryl-oxysuccinimide ester )
실험예
먼저, 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 5에서 제조된 고무 조성물을 이용하여 통상의 방법에 의해 모터 마운트용 고무를 제조하였다. 그 다음 하기의 각 항목에 따른 평가방법에 의해 물성을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[평가방법]
(1) 인장강도 및 신율: ISO 37 type 1A
- 속도 500mm/min에 따라 아령형 3호로 측정, 고무의 물성을 측정하는 방법으로 표준 방법에 의거하여 시편을 평가
(2) 내열성 (인장강도변화율, 신율변화율): ISO 9272, 23529, 1134
- 아령형 3호로 측정, 초기 고무물성(인장강도, 신율) 대비 노화 후의 물성변화를 측정하는 방법으로 표준 방법에 의거 고무 물성의 변화를 평가
(3) 피로내구성: MS200-61의 평가법에 준하여 측정
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
시편 인장강도(㎏f/㎠) 218 238 245 248 208 215 220 180 232
신율(%) 596 600 589 580 610 615 605 565 600
내열성 인장강도변화율(%) -53 -51 -48 -47 -28 -26 -56 -54 -55
신율변화율(%) -50 -48 -52 -49 -34 -31 -48 -53 -45
피로내구 (회) 128만 168만 157만 148만 82만 79만 110만 115만 115만
표 2의 결과에 의하면, 실시예 1 ~ 4와 비교예 1 ~ 5는 인장강도, 신율 및 내열성과 같은 기계적 물성은 거의 유사한 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 제2 가교제가 첨가된 실시예 1 ~ 4는 성분들이 최적의 함량으로 혼합되어 피로내구 실험에서 싸이클 횟수가 120회 이상을 나타냄으로써, 기계적 물성은 우수하게 유지하면서도 피로내구력은 우수하다는 점을 알 수 있었다.
반면에, 제2 가교제를 첨가하지 않은 비교예 1 ~ 3, 5는 피로내구 실험에서 싸이클 횟수가 120회 이하를 나태내어 실시예에 비하여 피로내구성이 상대적으로 좋지 못하였다.
따라서, 본 발명은 제2 가교제가 첨가된 실시예 1 ~ 4가 내구 수준이 확보되어 비교예 대비 피로내구력이 50 ~ 120%까지 개선되는 결과를 확인할 수 있었다.
또한, 제2 가교제를 과량(1.5 중량부 이상)으로 첨가한 비교예 4는 재료 유연성 부족으로 상태물성 및 내구성이 실시예에 비하여 상대적으로 모두 낮게 측정되는 결과를 확인하였다.
또한, 비교예와 같이 2차 가교제의 함량이 0.2 중량부 미만이거나 2차 가교제를 사용하지 않을 경우, 결합력 향상 효과가 부족하여 우수한 내구성능을 확보하는 것이 어렵다는 것을 알 수 있다.
한편, 비교예 1, 2는 기존 엔진마운트 적용을 위해 내열 성능을 보강한 것으로, 실시예에 비해 인장강도 및 신율변화율이 우수하였으나, 피로내구 실험에서 싸이클 횟수가 75 ~ 85 회로 측정되어 실시예에 비하여 피로내구성이 현저하게 좋지 못하였다.
따라서, 본 발명에 따른 고무 조성물은 천연고무, 충진제, 활성화제, 노화방지제, 분산제, 황을 포함하는 제1 가교제, 가황촉진제 및 제2 가교제를 적절한 함량으로 배합함으로써 우수한 기계적 물성을 유지하면서 시편의 피로내구성을 극대화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터 마운트용 고무는 모터/감속기에 장착되어 고하중을 갖는 대형차 및 배터리 전기차에 적용시 고하중을 버티지 못하거나 반복적인 하중에 의해 피로내구성의 부족으로 부품이 파손되는 문제점을 개선할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 천연고무;
    충진제;
    활성화제;
    노화방지제;
    분산제;
    황을 포함하는 제1 가교제;
    가황촉진제; 및
    서로 상이한 제1 작용기 및 제2 작용기를 포함하는 제2 가교제;를 포함하며,
    상기 제1 작용기는 N-히드록시숙신이미드 에스테르(N-hydroxysuccinimide ester; NHS ester)이고, 상기 제2 작용기는 말레이미드(maleimide)인 것인 고무 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 천연고무 100 중량부;
    상기 충진제 15 ~ 45 중량부;
    상기 활성화제 9 ~ 13 중량부;
    상기 노화방지제 5 ~ 9 중량부;
    상기 분산제 2 ~ 5 중량부;
    상기 제1 가교제 1 ~ 2 중량부;
    상기 가황촉진제 0.5 ~ 1.5 중량부; 및
    상기 제2 가교제 0.2 ~ 1.5 중량부;를 포함하는 고무 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충진제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여,
    상기 실리카 10 ~ 30 중량부; 및
    상기 카본블랙 5 ~ 15 중량부;를 포함하는 고무 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 카본블랙은 하이 어브레이션 퍼나스(High Abrasion Furnace, HAF)를 포함하는 고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 활성화제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여,
    상기 산화아연 7 ~ 13 중량부; 및
    상기 스테아린산 1 ~ 2 중량부;를 포함하는 고무 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노화 방지제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여,
    2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(2,2,4-trimethl-1,2-dihydroquinoline, TMQ) 1 ~ 3 중량부;
    N-(1,3-디메틸부틸)-N'페닐-페닐렌 디아민(N-(1,3-Dimethylbutyl)- N'phenyl-phenylene diamine) 1 ~ 2 중량부; 및
    파라핀 왁스 1 ~ 3 중량부;를 포함하는 고무 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가황촉진제는 상기 천연고무 100 중량부에 대하여,
    테트라벤질티우람디설파이드(Tetrabenzylthiuramdisulfide, TBzTD) 1 ~ 3 중량부 및
    N-사이클로헥실벤조티아졸-2-설펜아마이드(N-Cyclohexylbenzothiazole-2-Sulfenamide, CZ) 1 ~ 3 중량부;를 포함하는 고무 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 가교제는 N-γ-말레이미도부티릴-옥시설포숙신이미드 에스터(N-γ-maleimidobutyryl-oxysulfosuccinimide ester, GMBS)인 것인 고무 조성물.
  9. 청구항 1의 고무 조성물을 포함하는 모터 마운트용 고무.
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