本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)懸置制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料。本發(fā)明還涉及一種制備該發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)懸置是指動(dòng)力總成(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器及變速器等)與車架或車身之間的彈性連接結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的優(yōu)劣直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)與車體之間的震動(dòng)傳遞，影響整車的NVH性能。好的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置應(yīng)當(dāng)能夠充分減小由于發(fā)動(dòng)機(jī)引起的震動(dòng)、噪音，而延長(zhǎng)零部件的使用壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的基本功能是固定并支撐動(dòng)力總成，承受動(dòng)力總成內(nèi)部因發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)和平移質(zhì)量產(chǎn)生的往復(fù)慣性力及力矩，并承受汽車行駛過程中作用于動(dòng)力總成的一切動(dòng)態(tài)力。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)懸置還可隔離由于發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)而引起的車架或車身震動(dòng)，隔離由于路面不平度及車輪受路面沖擊而引起的震動(dòng)向動(dòng)力總成的傳遞。
目前，廣泛應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置仍為橡膠懸置，橡膠的內(nèi)摩擦要遠(yuǎn)高于金屬材料，故其能有效的衰減震動(dòng)，使沖擊產(chǎn)生的震動(dòng)盡快停止，而可有效的隔離發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)。天然橡膠是從天然植物中獲取的以異戊二烯為主要成分的天然高分子材料，其具有優(yōu)異的回彈性，動(dòng)態(tài)損失小，動(dòng)靜比低等特點(diǎn)，是最適合發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的生膠之一。
但天然橡膠作為二烯類高不飽和橡膠，其耐熱性和耐臭氧性較差，使得橡膠制品的壽命受到嚴(yán)重影響。對(duì)于普通的橡膠懸置，橡膠的耐久性差，使用中膠體部分會(huì)出現(xiàn)開裂，從而導(dǎo)致懸置剛度變化量增大，行車過程中不能有效隔震，而造成整車發(fā)生嚴(yán)重抖動(dòng)。對(duì)于液封懸置，當(dāng)膠體失效破裂后會(huì)與金屬件塌陷，懸置內(nèi)的液體流出，從而會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失去平衡，進(jìn)而使得動(dòng)力總成支撐不穩(wěn)，在怠速使方向盤和車體會(huì)抖動(dòng)嚴(yán)重，將直接影響到懸置的減震效果，以及汽車的舒適性。
為改善天然橡膠的耐熱性，常規(guī)的解決辦法是并用耐熱型橡膠，如EPDM，或使用過氧化物硫化體系，但因EPDM與天然橡膠不飽和度差異較大，很難實(shí)現(xiàn)共硫化，橡膠制品的耐久性不能滿足要求。過氧化物硫化體系中，硫化橡膠中交聯(lián)鍵為碳-碳鍵，鍵能較多硫鍵大，耐熱性好，但在動(dòng)態(tài)耐久試驗(yàn)過程中因分子鏈單一，應(yīng)力不能均勻分散，從而導(dǎo)致分子鏈易斷裂，動(dòng)態(tài)疲勞性不佳，尤其是初始疲勞破壞時(shí)間短，使得橡膠制品耐久性不能滿足要求。
現(xiàn)有的減震橡膠通常以防老劑4020及RD并用以改善動(dòng)態(tài)疲勞和耐臭氧性，但一般RD有效含量較低，其難以滿足高溫下，即90～120℃下的性，而增加RD的含量則會(huì)影響混煉橡膠硫化速度及程度，會(huì)給材料帶來不良影響。此外，為了滿足懸置不同的剛度需求，橡膠材料也要能具有不同的硬度，天然橡膠基礎(chǔ)硬度一般為40度，在保證剛度、阻尼特性等特性滿足要求的前提下，需添加一定量的增塑劑，但增塑劑為小分子物質(zhì)，在高溫條件下小分子物質(zhì)易析出揮發(fā)，從而會(huì)導(dǎo)致橡膠制品的剛度增加，而對(duì)整車的NVH性能產(chǎn)生不良影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料，以可使發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠體部分具有較好的高溫耐久性。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料，其包括以下重量份原料：
煙片膠：100份，氧化鋅：3～5份，硬脂酸：1.5～3份，防老劑77PD:1.0～1.5份，防老劑S-TMQ：0.8～2份，防老劑MB：1.0～2.0份，石蠟：2.0～5.0份，炭黑：20～60份，改性白炭黑R300:5～10份，環(huán)烷油T3367：3～10份，分散劑42M：0.5～1份，硅烷偶聯(lián)劑：1.5～3份，硫磺：2.0～2.5份，促進(jìn)劑CBS：0.8～1.5份，促進(jìn)劑DM：0.2～0.5份，抗硫化還原劑PK900:0.5～1.5份。
進(jìn)一步的，所述的煙片膠采用泰國(guó)煙片膠RSS3。
進(jìn)一步的，所述的炭黑為炭黑N550、炭黑N330、炭黑N774中的一種。
進(jìn)一步的，該發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料包括以下重量份原料：泰國(guó)煙片膠RSS3：100份，氧化鋅：5份，硬脂酸：2份，防老劑77PD:1份，防老劑S-TMQ：1.5份，防老劑MB：1.5份，石蠟：2份，炭黑N330：20份，改性白炭黑R300:5份，環(huán)烷油T3367：5份，分散劑42M：1份，硅烷偶聯(lián)劑：2份，硫磺：2份，促進(jìn)劑CBS：1.2份，促進(jìn)劑DM：0.2份，抗硫化還原劑PK900:0.5份。
本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料采用煙片膠，其強(qiáng)度較高，能夠提高懸置膠料的拉伸強(qiáng)度，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)懸置較低動(dòng)靜比下的高強(qiáng)度，而提高產(chǎn)品的抗破壞能力。本發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料采用改性白炭黑R300以改善膠料的動(dòng)態(tài)疲勞性，R300是一種通過高溫氣相法制造的特種氣相法白炭黑，其平均粒徑為150nm，比表面積約為20㎡/g，與傳統(tǒng)填充劑相比，R300的初級(jí)粒子較大，粒子之間的接觸面積較小，粒子之間主要通過較弱的范德華力而非較強(qiáng)的化學(xué)鍵連接，且粒子呈球形，因而其非常容易分散，此外其粒子間內(nèi)摩擦也較小，可以有效提高硫化制品的耐疲勞性能。同時(shí)，R300還可改善炭黑等填料在膠料中的分散，而能夠提高硫化制品的疲勞耐久性。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料，添加分散劑42M可改善炭黑及改性白炭黑R300在膠料中的分散性，而能夠降低因分散不均所導(dǎo)致的耐久性下降的問題。本發(fā)明中采用四種防老劑77PD、S-TMQ、MB、石蠟并用的防護(hù)體系，防老劑77PD為二芳基類PPD，其在同等用量的情況下可清楚更多的臭氧分子，同時(shí)反映速度也更快。防老劑S-TMQ為高含量防老劑TMQ，其有效二、三聚體含量大于70％，遠(yuǎn)大于常規(guī)TMQ40％的有效二、三聚體含量，從而可在同等用量的情況下獲得更佳的防護(hù)效果。防老劑MB通常被用作第二防老劑，其與TMQ并用可起到協(xié)同作用，而可得到熱氧老化性能優(yōu)異的流化橡膠。防老劑石蠟為物理防老劑，在使用過程中其可不斷析出橡膠表面，而能夠起到隔離臭氧與橡膠大分子接觸的作用。
在發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料配方中因動(dòng)靜比及剛度需求，一般橡膠硬度控制在45～55度，由于用于膠料軟化及塑性提升的軟化增塑劑為小分子物質(zhì)，在高溫條件下易揮發(fā)，致使橡膠制品熱老化后硬度會(huì)增加，所以軟化增塑劑的閃點(diǎn)、粘度以及與橡膠的相溶性等因素對(duì)硫化橡膠的耐熱性至關(guān)重要。本發(fā)明中軟化增塑劑采用高粘度高閃點(diǎn)環(huán)烷油T3367，環(huán)烷油T3367開口閃點(diǎn)為230℃，40℃粘度360mm2，其可保持膠料硬度在控制范圍內(nèi)，而能夠避免膠料熱老化后硬度的增加。
在耐熱性橡膠的配方中，硫化體系的選擇首先應(yīng)保證形成足夠數(shù)量及穩(wěn)定的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，不同的流化體系產(chǎn)生不同的交聯(lián)鍵，由此導(dǎo)致熱穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)疲勞耐久性差異也較大。如過氧化物硫化體系形成碳-碳鍵鍵能為353KJ/mol，有效硫化體系形成單硫鍵鍵能為286KJ/mol，半有效硫化體系形成雙硫鍵鍵能為270KJ/mol，普通硫化體系形成多硫鍵鍵能為115KJ/mol，故從分子理論考慮硫化橡膠的耐熱性，過氧化物硫化體系＞有效硫化體系＞半有效硫化體系＞普通硫化體系，但上述僅是反映了靜態(tài)下的耐熱氧老化情況，而動(dòng)態(tài)疲勞的特性并不僅于此。
在橡膠制品中，分子鏈的斷裂并不會(huì)直接導(dǎo)致宏觀破壞，斷鏈也并非是隨機(jī)的，而是最易在首次斷鏈的地方斷鏈，若橡膠制品的形變單調(diào)地增加至較大量時(shí)，會(huì)有某一特殊部分發(fā)生更多的斷鏈，宏觀裂紋也就從這里開始出現(xiàn)。然而在疲勞過程中，橡膠制品在引起裂紋增長(zhǎng)的第一個(gè)周期，若在充分破壞之前應(yīng)力完全卸載掉，此時(shí)斷裂鏈所承受的應(yīng)力并沒有完全轉(zhuǎn)移到相鄰鏈上，而是平均在整個(gè)體系內(nèi)，因而在斷鏈處就有重新交聯(lián)的可能。特別是對(duì)于多硫鍵，因其自由基較多，且鍵能低，因而再交聯(lián)的概率較大，同時(shí)在再交聯(lián)過程中，也可起到釋放應(yīng)力的作用，故其破壞點(diǎn)形成較慢，宏觀斷裂出現(xiàn)的較晚，而表現(xiàn)出較好的耐疲勞性。
因此，綜合考慮材料的耐熱性及動(dòng)態(tài)疲勞性，本發(fā)明采用硫磺、硅烷偶聯(lián)劑、促進(jìn)劑CBS及促進(jìn)劑DM構(gòu)成的普通硫化體系來提高膠料的動(dòng)態(tài)疲勞性，且還通過并用抗硫化還原劑PK900改善其耐熱性。抗硫化還原劑PK900在硫化過程中不參與交聯(lián)反應(yīng)，而當(dāng)受熱交聯(lián)鍵斷開后抗硫化還原劑PK900開始與交聯(lián)反應(yīng)生成的共軛二烯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)重新交聯(lián)，并形成長(zhǎng)交聯(lián)鍵，從而可起到提高膠料耐熱性的作用。
綜上所述，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料通過防老劑77PD、防老劑S-TMQ的高效防護(hù)作用，防老劑MB的防護(hù)增效作用，高粘度、高閃點(diǎn)環(huán)烷油T3367的軟化增塑性能，以及普通硫化體系與抗硫化還原劑PK900的并用可提高膠料的動(dòng)態(tài)疲勞耐久性和耐熱性，而使由其制成的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠體具有較好的高溫耐久性。
同時(shí)，本發(fā)明還提供了制備如上所述的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料的方法，其采用橡膠二段法混煉工藝，并包括如下步驟：
A段膠混煉，先將煙片膠投入密煉機(jī)中混煉45～75s，再投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑77PD、防老劑S-TMD、防老劑MB、石蠟、改性白炭黑R300、環(huán)烷油T3367、分散劑42M、硅烷偶聯(lián)劑和抗硫化還原劑PK900混煉105～135s，繼續(xù)投入炭黑和環(huán)烷油T3367混煉225～255s至125～140℃，排膠，進(jìn)入開煉機(jī)出片；
B段膠混煉，將A段膠投入密煉機(jī)混煉45～75s，再投入硫磺、促進(jìn)劑CBS和促進(jìn)劑DM混煉225～240s，待膠溫降至110℃以下排膠，進(jìn)入開煉機(jī)出片，冷卻、風(fēng)干。
進(jìn)一步的，在A段膠混煉中，投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑77PD、防老劑S-TMD、防老劑MB、石蠟、改性白炭黑R300、環(huán)烷油T3367、分散劑42M、硅烷偶聯(lián)劑和抗硫化還原劑PK900時(shí)的膠料溫度大于80℃。
進(jìn)一步的，在A段膠混煉中，投入炭黑和環(huán)烷油T3367時(shí)的膠料溫度大于80℃。
本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料制備方法，通過二段法混煉工藝，并限定原料組分的混合順序及促進(jìn)劑、硫磺等的加入時(shí)機(jī)、加入順序，使各原料組分間能夠充分配合，發(fā)揮協(xié)同作用，提高膠料的整體性能，同時(shí)限定原料投入及排膠溫度、混煉時(shí)間等操作參數(shù)，可使獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料性能更優(yōu)。
具體實(shí)施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
本實(shí)施例涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橡膠，其組分如下表所示，表中同時(shí)給出了與本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橡膠組分進(jìn)行對(duì)比的對(duì)照案例的組分構(gòu)成。
由上表可知，通過本發(fā)明的原料配比所制得的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料有著較好的動(dòng)態(tài)疲勞耐久性和耐熱性，而可使由其制成的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠體具有較好的高溫耐久性。
本實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料的制備方法采用橡膠二段法混煉工藝，并包括如下步驟：
A段膠混煉，先將煙片膠投入密煉機(jī)中混煉45～75s，再投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑77PD、防老劑S-TMD、防老劑MB、石蠟、改性白炭黑R300、環(huán)烷油T3367、分散劑42M、硅烷偶聯(lián)劑和抗硫化還原劑PK900混煉105～135s，繼續(xù)投入炭黑和環(huán)烷油T3367混煉225～255s至125～140℃，排膠，進(jìn)入開煉機(jī)出片；
B段膠混煉，將A段膠投入密煉機(jī)混煉45～75s，再投入硫磺、促進(jìn)劑CBS和促進(jìn)劑DM混煉225～240s，待膠溫降至110℃以下排膠，進(jìn)入開煉機(jī)出片，冷卻、風(fēng)干。
其中，在A段膠混煉中，投入氧化鋅、硬脂酸、防老劑77PD、防老劑S-TMD、防老劑MB、石蠟、改性白炭黑R300、環(huán)烷油T3367、分散劑42M、硅烷偶聯(lián)劑和抗硫化還原劑PK900時(shí)的膠料溫度應(yīng)大于80℃，而投入炭黑和環(huán)烷油T3367時(shí)的膠料溫度也應(yīng)大于80℃。
本實(shí)施例中，經(jīng)由上述發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料制備方法，可使獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置膠料性能更優(yōu)，而有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)懸置的使用品質(zhì)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。