專利名稱：進(jìn)行重復(fù)變形的橡膠制品和制造其的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方案涉及車(chē)輛空氣彈簧(air spring)和制造其的彈性體組合物。
背景技術(shù)：
空氣彈簧或空氣彈簧式懸架裝置(pneumatic suspension device)已長(zhǎng)期用于使道路擾動(dòng)與車(chē)輛、座位或駕駛室隔離。作為車(chē)輛懸架部件的空氣彈簧在各車(chē)軸處支承車(chē)輛的負(fù)載或質(zhì)量(mass)。通常，車(chē)輛的各車(chē)軸與空氣彈簧結(jié)合支承由該車(chē)軸承載的質(zhì)量部分(mass component)或負(fù)載。另外，存在在駕駛員艙或駕駛室內(nèi)和周?chē)柜{駛員舒適的輔助的空氣彈簧。在空氣彈簧中，將通常為空氣的大量氣體封閉在軟質(zhì)容器(flexible container)中。當(dāng)空氣彈簧被壓縮(振動(dòng)行程(jounce travel))時(shí)，空氣彈簧內(nèi)的氣體壓力增加；當(dāng)空氣彈簧伸長(zhǎng)(回跳行程(rebound travel))時(shí)，空氣彈簧內(nèi)的氣體壓力降低。 主要以功的函數(shù)(w = JF dx)通過(guò)空氣彈簧的該壓縮和伸長(zhǎng)來(lái)吸收道路擾動(dòng)。經(jīng)常將空氣彈簧設(shè)計(jì)為具有特定的彈簧剛度(spring rate)或彈性常數(shù)，由此控制用于期望用途和用于舒適的振動(dòng)特性和回跳特性。
由于空氣彈簧在壓縮與伸長(zhǎng)之間經(jīng)歷無(wú)數(shù)循環(huán)，因此空氣彈簧必須包括撓性的和耐久的氣體用封閉容器。通常，這些封閉容器是指波紋管或空氣囊(airsleeve)并由簾線補(bǔ)強(qiáng)的橡膠組合物制成。在簾線補(bǔ)強(qiáng)的橡膠組合物中的補(bǔ)強(qiáng)物可以為織物或金屬，并且簾線織物可以為但不限于天然或合成材料。
隨著時(shí)間過(guò)去且在操作應(yīng)力下，空氣囊的材料性質(zhì)將變化。最終，裂紋可能形成并變得充分大，從而挑戰(zhàn)空氣囊的完整性，需要更換。因此，在市場(chǎng)上存在對(duì)于具有帶有改進(jìn)的耐裂紋性的空氣囊的空氣彈簧的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了具有空氣囊的空氣彈簧，其中，所述空氣囊的至少一層包括彈性體和間規(guī)立構(gòu)1，2-聚丁二烯的硫化產(chǎn)物。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種空氣彈簧空氣囊的生產(chǎn)方法，該方法包括在母料中混合彈性體、間規(guī)立構(gòu)1，2_聚丁二烯和固化劑以形成橡膠組合物，將該橡膠組合物成形為空氣囊的形狀，和固化該橡膠組合物。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了具有空氣囊的空氣彈簧，其中所述空氣囊的至少一層具有包括彈性體和間規(guī)立構(gòu)1，2-聚丁二烯的橡膠組分。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的示例性空氣彈簧的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的示例性空氣彈簧的透視圖。
圖3為顯示其層狀結(jié)構(gòu)的示例性空氣囊的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1和圖2示出了空氣彈簧的兩種典型設(shè)計(jì)。在圖1中，一般通過(guò)數(shù)字10來(lái)指示雙向筒形(reversible sleeve)空氣彈簧組件。雙向筒形空氣彈簧組件10包括撓性空氣囊12。卷邊板(bead plate) 14彎曲至空氣囊12以形成卷邊板14與空氣囊12之間的氣密密封。相似地，端蓋(end closure) 16壓制(mold)至撓性空氣囊12以形成端蓋16與空氣囊12之間的氣密密封?？諝饽?2的端蓋16通過(guò)本領(lǐng)域公知的機(jī)械裝置包括例如活塞螺栓(未示出)固定到活塞18?；钊?8提供了用于撓性空氣囊12在壓縮(振動(dòng))行程中前進(jìn)的表面。當(dāng)空氣彈簧中沒(méi)有空氣時(shí)或者在極端的道路擾動(dòng)期間雙向筒形空氣彈簧組件10 可以任選地包括緩沖器(bumper)20以支承車(chē)輛。封入空氣囊12內(nèi)的是大量氣體22。雙頭螺栓(Stud)M和孔沈用于固定雙向筒形空氣彈簧組件10至汽車(chē)的安裝表面(未示出)。
圖2示出了一般由數(shù)字30指示的(雙)回旋狀空氣彈簧組件?；匦隣羁諝鈴椈山M件30包括撓性空氣囊32。卷邊板34彎曲至空氣囊32以形成卷邊板34和空氣囊32之間的氣密密封。帶箍36固定至卷邊板34之間的空氣囊32?；匦隣羁諝鈴椈山M件30可以任選地包括緩沖器38以在空氣彈簧中沒(méi)有空氣時(shí)或在極端道路擾動(dòng)期間支承車(chē)輛。封入空氣囊32內(nèi)的是大量氣體40。封口螺母(包括42和其它未示出封口螺母(blind nut)) 用于將回旋狀空氣彈簧組件30固定至汽車(chē)的安裝表面(未示出)。
對(duì)于空氣彈簧組件10和30兩者，空氣囊12和32由簾線補(bǔ)強(qiáng)的橡膠制成，并且可以由幾層組成，如圖3中示例性空氣囊52的剖視圖所示。在簾線補(bǔ)強(qiáng)的橡膠組合物中的補(bǔ)強(qiáng)物可以為織物或金屬，簾線織物可以為但不限于天然或合成材料。示例性空氣囊52的特征是“兩層簾布層”構(gòu)造并包括含有以下的四層內(nèi)襯M、第一簾布層56、第二簾布層58和外胎(out COVer)60。內(nèi)襯M和外胎60可以包括壓延的橡膠。第一簾布層56包括具有特定斜裁角度的簾線的簾線補(bǔ)強(qiáng)橡膠的單簾布層。第二簾布層58包括與第一簾布層56的斜裁角度相反鋪設(shè)具有相同斜裁角度的織物補(bǔ)強(qiáng)橡膠的單簾布層。
當(dāng)在用于汽車(chē)懸架的空氣囊和空氣彈簧的背景中描述本發(fā)明時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到所公開(kāi)的教導(dǎo)是普遍的，并且本發(fā)明可以應(yīng)用于有關(guān)于空氣彈簧領(lǐng)域的其它領(lǐng)域。其它領(lǐng)域可以包括例如用于座位的空氣彈簧、用于支承卡車(chē)駕駛室的空氣彈簧和用于公共汽車(chē)的空氣彈簧等。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案指向用于制造空氣彈簧空氣囊的一層或多層的也可以稱作可硫化組合物的橡膠組合物。這些可硫化組合物包括可硫化彈性體、間規(guī)立構(gòu)1， 2-聚丁二烯和任選地已知包含在用于制造空氣囊的一層或多層的橡膠組合物中的其它成分?？梢詫⑦@些橡膠組合物制造并固化成空氣囊并通過(guò)采用本領(lǐng)域已知的技術(shù)最終裝配成空氣彈簧。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，也可以稱作橡膠的可硫化彈性體包括能被固化(也稱作硫化)以形成物料的彈性組合物的那些聚合物。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所意識(shí)到的，示例性彈性體包括天然橡膠、合成聚異戊二烯、聚丁二烯、聚異丁烯-co-異戊二烯、聚氯丁二烯、聚(乙烯-co-丙烯)、聚(苯乙烯-co-丁二烯)、聚(苯乙烯-co-異戊二烯)、聚(苯乙烯-co-異戊二烯-co-丁二烯)、聚(異戊二烯-co- 丁二烯)、聚(乙烯-co-丙烯-co- 二烯)、聚硫橡膠、丙烯酸類橡膠、聚氨酯橡膠、 硅橡膠、氯醚橡膠和它們的混合物。
在特定的實(shí)施方案中，所述橡膠包括衍生自鹵化二烯與任選的可與其共聚的單體聚合的聚合物。通常的鹵化二烯為2-氯-1，3-丁二烯，其也稱作氯丁二烯。可與氯丁二烯共聚的單體包括硫磺和2，3- 二氯-1，3- 丁二烯。氯丁二烯的均聚物通常稱作聚氯丁二烯。 為了此描述的目的，衍生自氯丁二烯和可與其共聚的單體共聚的橡膠可以稱作聚氯丁二烯共聚物。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)踐中的聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物特征在于門(mén)尼粘度(在100°c下的ML1+4)為至少25，在其它實(shí)施方案中至少40，在其它實(shí)施方案中至少60，在其它實(shí)施方案中至少80，在其它實(shí)施方案中至少100。在這些或其它實(shí)施方案中，聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物特征在于門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)小于 150，在其它實(shí)施方案中小于130，在其它實(shí)施方案中小于110，在其它實(shí)施方案中小于80， 在其它實(shí)施方案中小于60，在其它實(shí)施方案中小于50。在特別的實(shí)施方案中，聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物特征在于門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)為約100至約120，在其它實(shí)施方案中約41至約51。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可以采用不同的聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物的共混物以獲得希望的性質(zhì)平衡。這些不同可以基于共聚單體含量和/或聚合物的粘度。
希望的聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物特別有用的實(shí)例是從DuPont Performance Elastomers (Wilmington, DE)在 Neoprene “WD，，和 “WRT，，系列命名下獲得的。認(rèn)為Neoprene WD和WRT與Neoprene G-type相比是比較耐結(jié)晶的，并且是氯丁二烯和2，3-二氯-1，3-丁二烯的共聚物。Neoprene WD顯示100-120的門(mén)尼粘度(在100°C 下的ML1+4)范圍，同時(shí)Neoprene WRT顯示41-51的門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)范圍。
可以簡(jiǎn)稱作間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的間規(guī)立構(gòu)1，2-聚丁二烯包括具有有規(guī)立構(gòu)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶熱塑性二烯樹(shù)脂，在該有規(guī)立構(gòu)結(jié)構(gòu)中，側(cè)鏈乙烯基交替地位于與聚合物主鏈相比的相對(duì)側(cè)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)1，2_聚丁二烯是1，3_ 丁二烯單體的均聚物。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于重均分子量為至少80kg/ mol，在其它實(shí)施方案中至少90kg/mol，在其它實(shí)施方案中至少lOOkg/mol。在這些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于重均分子量小于250kg/mol，在其它實(shí)施方案中小于220kg/mol，和在其它實(shí)施方案中小于200kg/mol。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的重均分子量可以用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物通過(guò)使用凝膠滲透色譜法(GPC)來(lái)測(cè)定。
在這些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于數(shù)均分子量為至少60kg/ mol，在其它實(shí)施方案中至少70kg/mol，和在其它實(shí)施方案中至少80kg/mol。在這些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于數(shù)均分子量小于200kg/mol，在其它實(shí)施方案中小于180kg/mol，和在其它實(shí)施方案中小于160kg/mol。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的數(shù)均分子量可以用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物通過(guò)使用GPC來(lái)測(cè)定。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于熔融溫度(Tm)為至少 600C，在其它實(shí)施方案中至少70°C，和在其它實(shí)施方案中至少90°C。在一些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于熔融溫度小于130°C，在其它實(shí)施方案中小于120°C，和在其它實(shí)施方案中小于110°C。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為至少-40°C，在其它實(shí)施方案中至少-20°C，和在其它實(shí)施方案中至少 0°C。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，這些溫度(Tm和Tg)可以根據(jù)ASTM D3418來(lái)測(cè)定。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于1，2_鍵含量(也稱作乙烯基含量)為至少70%，在其它實(shí)施方案中至少80%，在其它實(shí)施方案中至少85%，在其它實(shí)施方案中至少90%，在其它實(shí)施方案中至少95%，和在其它實(shí)施方案中至少98%。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于間同立構(gòu)規(guī)整度為至少 60%，在其它實(shí)施方案中至少70%，在其它實(shí)施方案中至少80%，在其它實(shí)施方案中至少 90%，在其它實(shí)施方案中至少95%，和在其它實(shí)施方案中至少98%。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于密度為至少750kg/m3，在其它實(shí)施方案中至少800kg/m3，在其它實(shí)施方案中至少850kg/m3，和在其它實(shí)施方案中至少900kg/m3。在這些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于密度小于1100kg/m3， 在其它實(shí)施方案中小于980kg/m3，在其它實(shí)施方案中小于950kg/m3，和在其它實(shí)施方案中小于910kg/m3。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的密度可以根據(jù)ASTM D 1505 來(lái)測(cè)定。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于結(jié)晶度為至少5%，在其它實(shí)施方案中至少10%，在其它實(shí)施方案中至少15%。在這些或其它實(shí)施方案中，間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯特征在于結(jié)晶度小于50%，在其它實(shí)施方案中小于40%，在其它實(shí)施方案中小于 30%。
特別有用的間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的品種為從JSR Corporation(Japan)在商品名JSR RB810、JSR RB820, JSR RB830 和 JSR RB840 下獲得的。
除了上述成分，本發(fā)明的可硫化組合物還可以任選地包括其它添加劑，包括但不限于油膏(factice)、炭黑、二氧化硅、硬脂酸、金屬氧化物、抗氧化劑、聚乙烯蠟、蠟、增塑劑或其它需要的成分。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包括低油溶脹的特定油膏或硫化油。這些油膏降低膠料的韌性(compound nerve)并允許較高的液體增塑劑水平。油膏還可以加快填料的引入并增加研磨效率。合適的油膏從從Akrochem Corporation (Akron, OH)在 Akrofax 商品名下商購(gòu)獲得。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含炭黑。炭黑實(shí)質(zhì)上是在控制的條件下通過(guò)不完全燃燒或熱分解氣態(tài)或液態(tài)烴生產(chǎn)的以膠粒形式的純?cè)靥?。炭黑可以作為補(bǔ)強(qiáng)填料加入到可硫化組合物以實(shí)現(xiàn)需要的加工性、硬度和拉伸性或撕裂性的平衡。一般而言，用于配混橡膠類空氣囊配方的任何常規(guī)的炭黑或其共混物適用于本發(fā)明。 特別有用的炭黑品種包括符合ASTM N550和ASTM N762的特性的那些。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含二氧化硅。二氧化硅(silicon dioxide)的可用形式包括晶體二氧化硅和無(wú)定形二氧化硅。二氧化硅的晶體形式包括石英、鱗石英和方石英。當(dāng)硅和氧原子以通過(guò)X射線衍射所確定的不規(guī)則形式排列時(shí)，可以存在無(wú)定形二氧化硅。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，二氧化硅是沉淀二氧化硅。在這些或其它實(shí)施方案中，采用氣相二氧化硅。二氧化硅商購(gòu)可得的形式是從PPG Industries, Inc. (Monroeville, PA), Degussa Corporation(Parsippany, NJ)禾口 J. Μ. Huber Corporation (Atlanta, GA)獲得。一種可用的商購(gòu)產(chǎn)品是Rubbersil RS-150， 其特征為BET表面積為150m2/g、振實(shí)密度(tapped density)為230g/升、pH(5%的水懸浮液)為7、SiO2含量為98%、Na2SO4含量為2%和Al2O3含量為0. 2%0 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含硬脂酸。硬脂酸(十八烷酸)是蠟狀固體并具有化學(xué)式C18H3602。硬脂酸在最小化研磨和壓延輥粘 (calendered roll sticking)中作為加工助劑是特別有效的。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含金屬氧化物，例如氧化鎂(Mgo)或氧化鋅(aio)。在氯丁橡膠組合物中金屬氧化物的主要作用是中和在加工、硫化、熱老化或使用(service)期間可由聚合物釋放的痕量氯化氫。通過(guò)除去氯化氫，金屬氧化物防止自身催化的分解，導(dǎo)致更大的穩(wěn)定性。金屬氧化物還可以通過(guò)加快元素硫與不飽和橡膠的反應(yīng)速度來(lái)參與交聯(lián)過(guò)程。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含抗氧化劑?？捎玫碾p酚類抗氧化劑是不變色的Vulkanox BKF。Vulkanox BKF是從LANXESS(Leverkusen， Germany)商購(gòu)可得的。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含低粘度聚乙烯蠟。低粘度聚乙烯蠟是脫模劑或防粘劑?？捎玫牡驼扯染垡蚁┫炇菑腁krochem Corporation (Akron, OH)在 Akrowax PE-100 商品名下可得的。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含蠟。蠟是加工助劑并用作脫模劑。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以包含增塑劑?？捎玫脑鏊軇┦菑?Harwick Standard (Akron, 0H)在商品名 Polycizer DOS 下可得的 DOS (癸二酸二辛酯)。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物可以使用增容劑來(lái)制備以改進(jìn)氯丁橡膠和間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯的共混。示例性增容劑可以通過(guò)將低分子量胺官能化的聚合物與低分子量氯丁橡膠或鹵化的聚合物反應(yīng)來(lái)合成。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化組合物包含固化劑或固化包(cure package)。固化包包括硫類化合物，還可以包括其它任選成分。盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以知曉到其它可行的固化包，但示例性固化包包括硫磺、TMTM和氧化鋅。
可以使用在彈性體中可溶或不可溶的硫磺。示例性硫磺為Crystex OT 20，不溶于彈性體中的聚合硫。在硫化溫度下，Crytex OT 20解聚為可溶性硫并與傳統(tǒng)上稱作“橡膠專用硫磺”性質(zhì)相似并促進(jìn)聚合物分子的交聯(lián)。Crystex OT 20從Flexsys (Akron，OH)商購(gòu)可得。
TMTM或一硫化四甲基秋蘭姆是通過(guò)催化硫鏈加成到橡膠分子增加固化速度的固 m 齊U。 TMTM/人 Western Reserve Chemical Corporation (Stow, OH) 氧化鋅用作在硫磺、一種或多種促進(jìn)劑和不飽和橡膠存在下的固化活化劑，以有助于促進(jìn)在硫化期間硫交聯(lián)鍵的形成。
抗降解劑保護(hù)最終產(chǎn)品硫化產(chǎn)品抵抗有破壞性的外部影響如氧化、臭氧、加熱和動(dòng)態(tài)應(yīng)力。合適的抗降解劑是Vulkan0x MB2,也稱作4-和5-甲基-2-巰基苯并咪唑(MMBI)，并從 LANXESS (Leverkusen, Germany)商購(gòu)可得。
另一種合適的抗降解劑是Wingstay 100，其是混合的二芳基-對(duì)苯二胺類抗降解劑。Wingstay 100是商購(gòu)可得的。
另一種合適的抗降解劑是IPPD，或者N-異丙基-N'-苯基-對(duì)苯二胺。IPPD是在商品名 Santoflex IPPD 下通過(guò) Flexsys (Akron，OH)可得的。
另一種合適的抗降解劑是6PPD，或者N-(l，3- 二甲基丁基)-N'-苯基-對(duì)苯二胺。6PPD是通過(guò)Flexsys (Akron，0H)在商品名Santoflex 6PPD下可得的。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，在實(shí)踐本發(fā)明中使用的可硫化組合物包括足夠量的可硫化橡膠，以實(shí)現(xiàn)空氣彈簧技術(shù)上可用的空氣囊。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，物料的全部可硫化組合物包括至少35重量％的可硫化橡膠，在其它實(shí)施方案中至少40重量％、在其它實(shí)施方案中至少45重量％。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中至少80%、在其它實(shí)施方案中至少 90%、和在其它實(shí)施方案中至少95%的可硫化橡膠組合物的橡膠組分包含聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，基于每100重量份橡膠(例如總的橡膠)，本發(fā)明的可硫化組合物包含至少約5重量份，在其它實(shí)施方案中至少8重量份，和在其它實(shí)施方案中至少10重量份(pbw)間同立構(gòu)聚丁二烯?？梢岳斫饣诿?00重量份總橡膠組分的重量份可以稱作phr。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物包含小于約50phr，在其它實(shí)施方案中小于約30phr，在其它實(shí)施方案中小于約20phr，和在其它實(shí)施方案中小于約15phr 的間同立構(gòu)聚丁二烯。
在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的可硫化橡膠組合物沒(méi)有油膏。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含至少約2phr油膏，在其它實(shí)施方案中至少約4phr，和在其它實(shí)施方案中至少約8phr。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含小于約20phr，在其它實(shí)施方案中小于約15phr，和在其它實(shí)施方案中小于約12phr的油膏。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含至少約20phr，在其它實(shí)施方案中至少約30phr，和在其它實(shí)施方案中至少約40phr的炭黑。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含小于約lOOphr，在其它實(shí)施方案中小于約75phr，和在其它實(shí)施方案中小于約50phr的炭黑。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含至少約15phr，在其它實(shí)施方案中至少約20phr，和在其它實(shí)施方案中至少約25phr的二氧化硅。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可硫化橡膠組合物可以包含小于約250phr，在其它實(shí)施方案中小于約200phr，在其它實(shí)施方案中小于約90phr，其它實(shí)施方案中小于約80phr的二氧化硅。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠基于在空氣彈簧的空氣囊內(nèi)尋求的最終期望的性質(zhì)來(lái)選擇適當(dāng)量的能夠使用的各種成分。同樣，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠選擇適當(dāng)量的固化劑和補(bǔ)充固化劑以實(shí)現(xiàn)希望的固化水平。
根據(jù)本發(fā)明的用于制備空氣囊的一層或多層的橡膠組合物可以通過(guò)常規(guī)的手段使用常規(guī)的橡膠配混設(shè)備如布拉班德(Brabender)、班伯里、沃納-弗萊德?tīng)?(Werner-Pfleiderer)、弓刀混合機(jī)、雙輥磨機(jī)、或者其它適合于形成粘性的、比較均勻的摻合劑的其它混合機(jī)來(lái)制備?；旌霞夹g(shù)依賴于各種因素如所使用的聚合物、填料、加工油、蠟和其它成分的具體類型。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可以在一個(gè)階段一起添加各成分。在其它實(shí)施方案中，可以首先裝入一些成分如間同立構(gòu)聚丁二烯、炭黑等，接著添加橡膠。在其它實(shí)施方案中，可以采用更常規(guī)的方式，其中首先添加橡膠，接著添加其它成分。在甚至其它實(shí)施方案中，橡膠可以與間同立構(gòu)聚丁二烯同時(shí)添加。
當(dāng)使用密煉機(jī)時(shí)，可以首先添加干的或粉末狀材料如炭黑，接著添加加工助劑，最后是氯丁橡膠(此類混合可以稱作逆混煉技術(shù))。
混合周期一般為約2至10分鐘范圍。在某些實(shí)施方案中，可以使用增加的步驟，由此首先添加橡膠和部分成分，在另外的增加中添加剩余的成分。在其它實(shí)施方案中，部分橡膠可以添加在其它成分之上。在其它實(shí)施方案中，橡膠和間規(guī)立構(gòu)聚丁二烯一起添加。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，可以采用兩段混合。
在接近混合周期開(kāi)始時(shí)可以添加間同立構(gòu)聚丁二烯與橡膠。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，在添加固化包前包含間同立構(gòu)聚丁二烯。
由于間同立構(gòu)聚丁二烯的熔點(diǎn)，母料出料溫度可以設(shè)定在約100士 10°C。
在接近混合周期結(jié)束時(shí)和在較低溫度下可以添加固化包(硫磺、促進(jìn)劑、活化劑等)以防止氯丁橡膠鏈的過(guò)早交聯(lián)。
混合后，橡膠組合物可以接著通過(guò)壓延形成片或與織物或金屬補(bǔ)強(qiáng)簾線組合。本發(fā)明的橡膠組合物還可以使用其它技術(shù)如擠出形成各種類型的制品。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的橡膠組合物包括在聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物中不連續(xù)的域的間同立構(gòu)聚丁二烯。認(rèn)為由于間同立構(gòu)聚丁二烯與聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物不混溶因此形成這些域。盡管如此，本發(fā)明的橡膠組合物仍具有有利的品質(zhì)。通過(guò)選擇具有公開(kāi)的熔融溫度的間同立構(gòu)聚丁二烯，間同立構(gòu)聚丁二烯可以分散在氯丁橡膠中，而不采用可能引起聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物焦燒的高混合溫度。
通過(guò)采用制作和制造空氣彈簧的常規(guī)技術(shù)可以將本發(fā)明的可硫化橡膠組合物形成為空氣彈簧的空氣囊。
為了演示本發(fā)明的實(shí)踐，已經(jīng)制備和試驗(yàn)下列實(shí)施例。然而，所述實(shí)施例不應(yīng)被看作限制本發(fā)明的范圍。因此，為了理解本發(fā)明的范圍和寬度，應(yīng)參考下列權(quán)利要求書(shū)。
實(shí)施例 根據(jù)表I的實(shí)施例制備兩種空氣囊橡膠組合物，除非另有說(shuō)明，各成分的份數(shù)以重量計(jì)。第一種橡膠組合物不包含間同立構(gòu)聚丁二烯。第二種橡膠組合物包含具有1，2_鍵含量為約92%、熔融溫度為約95°C、密度為約9(^kg/m3、結(jié)晶度為約15_30%、分子量為約 120kg/mol的間同立構(gòu)聚丁二烯。聚氯丁二烯I和聚氯丁二烯II為氯丁二烯與2，3-二氯-1，3-丁二烯的共聚物。聚氯丁二烯I的門(mén)尼粘度為約100-120，聚氯丁二烯II的門(mén)尼粘度為約41-51。
表 I
權(quán)利要求
1.一種具有空氣囊的空氣彈簧，其中所述空氣囊的至少一層包括以下物質(zhì)的硫化產(chǎn)物彈性體；和間同立構(gòu)1，2-聚丁二烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述彈性體包括聚氯丁二烯或聚氯丁二烯共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣彈簧，其中所述聚氯丁二烯共聚物為氯丁二烯與2，3_二氯-1，3-丁二烯的共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣彈簧，其中所述共聚物具有100-120的門(mén)尼粘度(在 100°C下的 ML1+4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣彈簧，其中所述共聚物還包含氯丁二烯與2，3-二氯-1， 3-丁二烯的第二共聚物，所述第二共聚物具有41-51的門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)1，2_聚丁二烯具有至少60°C 至小于130°C的熔融溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)1，2_聚丁二烯具有至少90°C 至小于110°C的熔融溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)聚丁二烯的特征在于1，2_鍵含量為至少70%至小于90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)聚丁二烯的特征在于間同立構(gòu)規(guī)整度為至少60%至小于90%。
10.一種生產(chǎn)空氣彈簧空氣囊的方法，該方法包括將彈性體、間同立構(gòu)1，2_聚丁二烯和固化劑混入母料中以形成橡膠組合物；將該橡膠組合物成形為空氣囊的形狀；和固化該橡膠組合物。
11.一種具有空氣囊的空氣彈簧，其中所述空氣囊的至少一層具有由以下物質(zhì)組成的橡膠組分彈性體；和間同立構(gòu)1，2-聚丁二烯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣彈簧，其中所述彈性體包含氯丁二烯的至少一種聚合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣彈簧，其中所述至少一種聚合物包括氯丁二烯與2， 3- 二氯-1，3- 丁二烯的至少一種共聚物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的空氣彈簧，其中所述至少一種共聚物包括氯丁二烯與2， 3-二氯-1，3-丁二烯的第一共聚物，所述第一共聚物具有門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)為 100-120。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣彈簧，其中所述至少一種共聚物包括氯丁二烯與2， 3-二氯-1，3-丁二烯的第二共聚物，所述第二共聚物具有門(mén)尼粘度(在100°C下的ML1+4)為 41-51。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)聚丁二烯的特征在于1，2_鍵含量為至少70%至小于90%。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣彈簧，其中所述間同立構(gòu)聚丁二烯的特征在于間同立構(gòu)規(guī)整度為至少60%至小于90%。
全文摘要
一種具有空氣囊的空氣彈簧，其中，所述空氣囊的至少一層包含彈性體和間同立構(gòu)1，2-聚丁二烯的硫化產(chǎn)物。
文檔編號(hào)B32B25/10GK102187114SQ200980140954
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者S·阿加瓦爾, 史蒂文·駱, J·倫塞爾 申請(qǐng)人:凡士通工業(yè)產(chǎn)品公司