本發(fā)明涉及一種減振用橡膠,具體涉及一種減振用橡膠及其制備方法和作為重型汽車橡膠支座的應用,屬于汽車用橡膠技術領域。
背景技術:
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,震動和噪音已經(jīng)成為各個領域的嚴重問題:它會降低操作精度,影響產(chǎn)品質(zhì)量;縮短產(chǎn)品壽命,危及安全性,使設備或構建物早期破壞;污染環(huán)境及影響人身健康。因此,研究和掌握震動控制與噪音控制技術已是各國工業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。消除震動和噪音的最根本和最好方法是減少或者消除震動源的震動,但實際上要想完全消除震動源的震動是不可能的,因此必須采取其他控制震動的方法。實際應用中,最廣泛、最有效的方法是使用各種減震制品,最常用的是橡膠減震制品。橡膠的特點是既有高彈態(tài)又有高黏態(tài),橡膠的彈性是由其卷曲分子構象的變化產(chǎn)生的,橡膠分子間相互作用會妨礙分子鏈的運動,又表現(xiàn)出黏性特點,以致應力與應變往往處于不平衡狀態(tài)。橡膠的這種卷曲的長鏈分子結(jié)構及分子間存在的較弱的次級力使得橡膠材料呈現(xiàn)出獨特的黏彈性能,因而具有良好的減震、隔音和緩沖性能。目前,橡膠減震制品被廣泛地應用于各種機動車輛、飛機、船艦等中。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,國內(nèi)外汽車的改型換代相當頻繁,汽車工業(yè)正面臨一個迅速變革的時期,發(fā)展的特點是在保證駕駛安全性、乘坐舒適性、行駛高速性以及豪華性的前提下,進一步提高汽車的使用壽命。近年來,為提高汽車的安全性、舒適性和操作性,汽車用減震橡膠制品的品種和數(shù)量不斷增多,如一輛轎車上減震橡膠制品的數(shù)量已達50-60件。
對于重型汽車來說,橡膠支座是一個重要的減振部件,它安裝在板簧和后橋之間,能夠減少路邊不平度對車輛的沖擊,極大地提高車輛的平順性。橡膠支座主要有上、下安裝板、中間鋼板和彈性體等部分組成,振動的吸收和衰減主要靠彈性體的阻尼作用來實現(xiàn)。橡膠支座的使用工況較為惡劣,彈性體部分長期處于交變應力的作用下,極易產(chǎn)生疲勞老化,縮短使用壽命。同時彈性體不斷的將機械能轉(zhuǎn)化為熱能,引起熱量的積累進一步加速了橡膠的破壞。橡膠支座中彈性體的材料一般采用天然橡膠,天然橡膠減振性能極好,其它材料難以替代,是最適合用于制造汽車減振制品的橡膠種類,但天然橡膠的分子內(nèi)含有極易發(fā)生熱斷裂的雙鍵,長期在高熱環(huán)境下工作會減少產(chǎn)品的使用壽命。因此,必須通過改進天然橡膠的配方,改善產(chǎn)品的耐熱、耐疲勞性能,以提高產(chǎn)品的使用壽命。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有汽車用減振橡膠存在的不足,本發(fā)明提供了一種減振用橡膠,該產(chǎn)品通過對橡膠以及添加劑的選擇,提高了所得橡膠材料的抗疲勞性能和和耐高溫性能,提高了橡膠產(chǎn)品的使用壽命。
本發(fā)明還提供了該減振用橡膠的應用,具體涉及該減振用橡膠作為汽車橡膠支座的應用。
本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種減振用橡膠,該橡膠包括以下重量份的組分:天然橡膠 50-75份,順丁橡膠 25-50份,氧化鋅 3-5份,硬脂酸 1-2份,石蠟 0.5-1.5份,炭黑N330 25-30份,炭黑N774 10-15份,白炭黑 10-20份, 硫黃 1.5-2.5份,促進劑CZ 1.5-2.5份,促進劑DTDM 0.3-3份,促進劑NS 1-2份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 1-3份,海泡石0.5-1份,防老劑4020 1-2.5份,防老劑D 2-3份,防老劑H 0.1-1份。
本發(fā)明上述減振用橡膠中,采用石蠟、防老劑4020、防老劑D 、防老劑H的組合作為防老化體系,通過它們的搭配,提高了膠料耐熱氧、耐臭氧性能?;罨瘎┎捎醚趸\、硬脂酸,硫化體系采用硫黃、促進劑CZ、促進劑NS、促進劑DTDM,補強體系采用炭黑N330、炭黑N774、白炭黑,分散體系采用硅烷偶聯(lián)劑Si-69和海泡石,通過它們的搭配組合,提高了膠料的抗疲勞性能和耐高溫性能。
優(yōu)選的,上述減振用橡膠包括以下重量份的組分:天然橡膠 50份,順丁橡膠 50份,氧化鋅3.5份,硬脂酸 1.5份,石蠟 1份,炭黑N330 28份,炭黑N774 12份, 白炭黑 15份,硫黃 2份,促進劑CZ 2.0份,促進劑DTDM 1.5份,促進劑NS 1.5份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 1.5份,海泡石0.8份,防老劑4020 1.5份,防老劑D 2.5份,防老劑H 0.5份。
進一步的,上述減振用橡膠中,所述氧化鋅優(yōu)選為質(zhì)量比為1:0.2-0.3的納米氧化鋅和有機鋅的混合物。
本發(fā)明提供的減振用橡膠,具有很好的彈性、抗疲勞性能和和耐高溫性能,具有很好的應用價值。本發(fā)明中,還提供了該減振用橡膠作為汽車橡膠支座的應用。
上述應該中,所述減振用橡膠主要作為汽車橡膠支座的彈性體。
上述應用中,所述汽車包括現(xiàn)有各種類型的汽車,尤其包括重型汽車。
本發(fā)明采用天然橡膠與順丁橡膠并用,順丁橡膠具有很好的柔順性,它的加入緩解了天然橡膠在耐疲勞性能上面的不足。同時,通過配方中各組分的選擇和搭配,進一步提高了橡膠材料的耐熱氧老化性能(即耐高溫性能)和抗疲勞性能,延長了產(chǎn)品的使用壽命,更能滿足工業(yè)需求,在汽車領域具有很好的應用前景。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細的說明。下述實施例中,所用各組分均為市售產(chǎn)品。
下述實施例中,如無特別說明,各成分用量均為重量份用量。
實施例1
減振用橡膠的配方如下:天然橡膠 50份,順丁橡膠 50份,氧化鋅3.5份,硬脂酸 1.5份,石蠟 1份,炭黑N330 28份,炭黑N774 12份, 白炭黑 15份,硫黃 2份,促進劑CZ 2.0份,促進劑DTDM 1.5份,促進劑NS 1.5份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 1.5份,海泡石0.8份,防老劑4020 1.5份,防老劑D 2.5份,防老劑H 0.5份。所述氧化鋅為質(zhì)量比為1:0.25的納米氧化鋅和有機鋅的混合物。
該減振用橡膠的制備方法包括以下具體步驟:
1、天然橡膠塑煉:為了提高可塑性,先將天然橡膠采用開煉機低溫薄通塑煉,輥距為0.5-1.0mm,前輥40±5℃,后輥45±5℃,過程中用點溫計測輥溫,控制冷卻水流量調(diào)節(jié)輥溫。塑煉后威氏可塑度不小于0.25。
2、破膠:混煉前對塑煉的天然橡膠進行破膠處理,破膠的過程中加入順丁橡膠。
3、配料:按照橡膠配方所規(guī)定的重量稱取各組分。
4、混煉:采用密煉機進行混煉,將天然橡膠、順丁橡膠、氧化鋅、硬脂酸、石蠟、防老劑4020 、防老劑D 、防老劑H 、硅烷偶聯(lián)劑Si69、海泡石一起加入混煉6-8min,隨后加入炭黑N330 、炭黑N774 、白炭黑混煉,溫度達到130℃排膠。
5、加硫下片:首先將開煉機輥距調(diào)整到3-6mm,控制輥溫50±5℃,將混煉好的膠料在開煉機上加入硫黃、促進劑CZ、促進劑DTDM 、促進劑NS,然后將輥距調(diào)整為0.5-1mm,打三角包3-4個,最后調(diào)整輥距至3-6mm,壓合下片,冷卻。
6、返煉:加硫下片后的膠料需要在開煉機上返煉,并下成條,用于硫化成型。
7、硫化:采用平板硫化機對膠片進行硫化,硫化溫度為150℃,硫化壓力為25MPa,硫化時間為25min。
實施例2
減振用橡膠的配方如下:天然橡膠 75份,順丁橡膠 25份,氧化鋅3份,硬脂酸 2份,石蠟 0.5份,炭黑N330 30份,炭黑N774 10份,白炭黑 20份, 硫黃 1.5份,促進劑CZ 1.5份,促進劑DTDM 3份,促進劑NS 1份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 1份,海泡石0.5份,防老劑4020 2.5份,防老劑D 2份,防老劑H 1份。所述氧化鋅為質(zhì)量比為1:0.3的納米氧化鋅和有機鋅的混合物。
該減振用橡膠的制備方法同實施例1。
實施例3
減振用橡膠的配方如下:天然橡膠 60份,順丁橡膠 40份,氧化鋅5份,硬脂酸 1份,石蠟 1.5份,炭黑N330 25份,炭黑N774 15份,白炭黑 10份,硫黃 2.5份,促進劑CZ 2.5份,促進劑DTDM 0.3份,促進劑NS 2份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 3份,海泡石1份,防老劑4020 1.0份,防老劑D 3份,防老劑H 0.1份。所述氧化鋅為質(zhì)量比為1:0.2的納米氧化鋅和有機鋅的混合物。
該減振用橡膠的制備方法同實施例1。
對比例1
減振用橡膠的配方如下:天然橡膠 100,納米氧化鋅3.5份,硬脂酸 1.5份,石蠟 1份,炭黑N220 28份,炭黑N774 12份,硫黃 2份,促進劑CZ 3.0份,促進劑CBBS 2.0份,硅烷偶聯(lián)劑Si69 1.5份,防老劑4020 1.5份,防老劑4010NA 3份。
制備方法同實施例1。
對比例2
減振用橡膠的配方如下:天然橡膠 50份,順丁橡膠 50份,氧化鋅5份,硬脂酸 0.5份,石蠟1份,炭黑N220 30份,炭黑N774 30份,硫黃 1份,促進劑DTDM 1.2份,促進劑CZ 1.5份,防老劑RD 2份,防老劑4010NA 1.5份,防老劑4020 2份,防焦劑CTP 0.3份。
制備方法同實施例1。
對本發(fā)明上述實施例和對比例所得橡膠的一般性能及耐高溫性能進行測試,結(jié)果如下表1所示:
對本發(fā)明上述實施例和對比例所得橡膠的抗疲勞性能進行測試,結(jié)果如下表2所示: