耐寒性橡膠組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橡膠組合物，該橡膠組合物用于鐵路車輛用空氣彈簧中，尤其是用于 空氣彈簧等的隔膜部分中，并且該橡膠組合物具有能夠耐受在寒冷氣候中使用的優(yōu)異耐寒 性、優(yōu)異的耐臭氧性、以及在橡膠-橡膠接合部處的優(yōu)異粘合性和接合性。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鐵路車輛等中，空氣彈簧用于減輕由車輪施加至車輛的振動(dòng)等，從而使得可提 供舒適的乘坐感受。鐵路車輛用空氣彈簧具有（例如）專利文獻(xiàn)1中圖1至圖4所示的 結(jié)構(gòu)，包括：由橡膠制成的內(nèi)筒（底板）、外筒（頂板）、將內(nèi)外筒之間的間隙密封的隔膜部 分、以及為了使放氣時(shí)舒適的乘坐感受的變差程度得以減輕而設(shè)置的層壓橡膠（限位橡膠 (stopper rubber))。隔膜部分是通過將多個(gè)橡膠片和增強(qiáng)簾線（經(jīng)纖維簾線增強(qiáng)的橡膠 片）粘結(jié)在一起，并且該隔膜部分將壓縮空氣限制于其中。在空氣彈簧中，隔膜部分主要具 有減震功能并減輕施加至車輛的振動(dòng)。
[0003] 鐵路車輛有時(shí)可用于寒冷氣候中。在這種情況中，期望的是，空氣彈簧具有能夠耐 受在寒冷氣候中使用的優(yōu)異耐寒性，例如，期望具有這樣的特性：即使在低溫環(huán)境下橡膠彈 性的降低也較小，并且不會(huì)產(chǎn)生裂紋等。
[0004] 作為即使在低溫下仍具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度的耐寒性成形橡膠（密封圈 (packing)、墊圈、密封件等），專利文獻(xiàn)2披露了這樣一種耐寒性橡膠，其是通過使用如下 材料作為起始材料而獲得的，這些材料為：1〇〇重量份的苯乙烯-丁二烯橡膠（SBR)、30重 量份至50重量份的吸碘值為80mg/g至130mg/g的炭黑、10重量份至30重量份的環(huán)烷烴系 加工油、1重量份至2重量份的硫、以及硫化促進(jìn)劑（權(quán)利要求1)。該專利文獻(xiàn)中描述了盡 管單獨(dú)使用SBR難以同時(shí)獲得耐寒性和機(jī)械強(qiáng)度，但是通過使用吸碘值在上述范圍內(nèi)的炭 黑并使用遲效性促進(jìn)劑（如次磺酰胺系促進(jìn)劑）作為硫化促進(jìn)劑，可改善耐寒性而不降低 機(jī)械強(qiáng)度。該專利文獻(xiàn)描述了還可在其中配合天然橡膠（NR)、丁二烯橡膠（BR)、氯丁橡膠 (CR)等。
[0005] 具有優(yōu)異耐寒性的空氣彈簧用橡膠組合物的例子包括NR/聚丁二烯橡膠（BR)混 合物（混合比：NR彡BR)。專利文獻(xiàn)3披露了通過向含有NR和BR作為主要橡膠成分的空 氣彈簧用橡膠組合物中引入預(yù)定量的乙烯-a-烯烴-二烯共聚物橡膠（EPDM)而獲得的橡 膠組合物；專利文獻(xiàn)4披露了通過向含有NR和BR作為主要橡膠成分的空氣彈簧用橡膠組 合物中引入預(yù)定量的聚氯丁橡膠（CR)而獲得的橡膠組合物。這些橡膠組合物均包含具有 優(yōu)異耐寒性的NR/BR混合物（混合比：NR彡BR)作為基體，使預(yù)定量的EPDM或CR與該NR/ BR混合物配合，從而賦予耐臭氧性。據(jù)稱，這使得可獲得具有優(yōu)異耐寒性和優(yōu)異耐臭氧性的 空氣彈簧用橡膠組合物。
[0006] 引用列表
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利No. 3866520
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2003-119321
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2009-215541
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本未審查專利申請(qǐng)公開No. 2010-13504

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 技術(shù)問題
[0013] 然而，在專利文獻(xiàn)2至4中所披露的橡膠（組合物）中，根據(jù)動(dòng)態(tài)臭氧劣化測試 (JIS K6259)測量的耐臭氧性不足，從而期望改善耐臭氧性。在動(dòng)態(tài)臭氧劣化測試中，將樣 品暴露于含有固定濃度的臭氧的空氣中同時(shí)對(duì)其施加反復(fù)的應(yīng)變，評(píng)價(jià)橡膠中裂紋的發(fā)生 情況。該評(píng)價(jià)是在接近于實(shí)際使用條件的環(huán)境中進(jìn)行的。（專利文獻(xiàn)3和4中的耐臭氧性 測試據(jù)認(rèn)為是靜態(tài)臭氧劣化測試，其不一定對(duì)應(yīng)于實(shí)際使用環(huán)境）因此，下文中所述的"耐 臭氧性"是指動(dòng)態(tài)耐臭氧性。此外，術(shù)語"耐寒性"只用于描述即使在低溫下橡膠彈性的降 低也較小并且不會(huì)產(chǎn)生裂紋等，具體地，根據(jù)JIS K6261確定的脆化溫度較低。
[0014] 空氣彈簧的隔膜部分是通過將多個(gè)橡膠片和增強(qiáng)簾線粘結(jié)在一起并隨后進(jìn)行硫 化而形成的。因此，為了防止在使用空氣彈簧時(shí)橡膠片之間發(fā)生分離，需要硫化橡膠片之間 具有強(qiáng)接合力（橡膠-橡膠接合力）。尤其是，在低溫下，據(jù)認(rèn)為應(yīng)力集中于橡膠-橡膠接 合部，這容易造成分離，因此需要加強(qiáng)橡膠-橡膠接合力。此外，在制造隔膜部分的工藝中， 在硫化步驟之前（即，在將未硫化的橡膠片粘結(jié)在一起以形成預(yù)定形狀的步驟中），需要進(jìn) 行臨時(shí)固定從而使橡膠片不會(huì)發(fā)生分離。因此，處于未硫化狀態(tài)的橡膠片之間也需要具有 優(yōu)異的"粘合性"（臨時(shí)接合力）。
[0015] 本發(fā)明的目的是提供一種橡膠組合物，該橡膠組合物能夠適用于在寒冷氣候中使 用的車輛用空氣彈簧中，具有優(yōu)異的耐臭氧性（通過動(dòng)態(tài)臭氧劣化測試測量）和優(yōu)異的耐 寒性，并且還具有優(yōu)異的橡膠-橡膠接合力和粘合性。
[0016] 解決問題的手段
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供了一種耐寒性橡膠組合物，其包含丁二烯橡膠 (BR)、氯丁二烯橡膠（CR)和天然橡膠（CR)，其中相對(duì)于合計(jì)為100質(zhì)量份的所述BR、CR和 NR，所述BR的含量為10質(zhì)量份至35質(zhì)量份，所述CR的含量為50質(zhì)量份至75質(zhì)量份，并 且所述NR的含量為10質(zhì)量份至35質(zhì)量份。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的耐寒性橡膠組合物 中，所述NR中的一部分被選自由苯乙稀-丁二稀橡膠（SBR)和丁腈橡膠（丙稀腈丁二稀橡 膠：NBR)所構(gòu)成的組中的至少一種特定橡膠代替。根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，相對(duì)于合 計(jì)為100質(zhì)量份的所述BR、CR、NR和所述特定橡膠，所述BR的含量為10質(zhì)量份至35質(zhì)量 份，所述CR的含量為50質(zhì)量份至75質(zhì)量份，并且所述NR和所述特定橡膠的總含量為10 質(zhì)量份至35質(zhì)量份；相對(duì)于所述NR和所述特定橡膠的總含量，所述特定橡膠的含量優(yōu)選為 10質(zhì)量％至60質(zhì)量％。
[0019] 發(fā)明的有益效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案，提供了一種橡膠組合物，該橡膠組合物具有優(yōu)異的 耐臭氧性和優(yōu)異的耐寒性，其在空氣彈簧的制造過程中具有優(yōu)異的橡膠-橡膠粘合性和橡 膠-橡膠接合力，并且其能夠適用于制造在寒冷氣候中使用的車輛的空氣彈簧。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案，提供了一種橡膠組合物，該橡膠組合物具有優(yōu)異的 耐臭氧性和優(yōu)異的耐寒性，并且其具有更優(yōu)異的橡膠-橡膠接合力（與第一實(shí)施方案相 比）。因此，當(dāng)將該橡膠組合物用于形成空氣彈簧時(shí)，由于可提供耐臭氧性、耐寒性、優(yōu)異的 橡膠-橡膠粘合性、以及可防止已硫化后的隔膜的橡膠片之間發(fā)生分離的更強(qiáng)的橡膠-橡 膠接合力，因而該橡膠組合物可更適于制造在寒冷氣候中使用的車輛的空氣彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將基于具體例子等對(duì)實(shí)施第一和第二實(shí)施方案的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行說明。然 而，本發(fā)明的第一和第二實(shí)施方案并不局限于這些優(yōu)選實(shí)施方案和具體例子，本發(fā)明的范 圍旨在由隨附的權(quán)利要求書限定，并且包括等同于權(quán)利要求的含義和范圍內(nèi)的所有變化。
[0023] 本發(fā)明人進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在通過如下方式獲得的橡膠組合物中，可獲 得具有優(yōu)異耐臭氧性和優(yōu)異耐寒性、并且具有優(yōu)異的橡膠-橡膠接合力和橡膠-橡膠粘合 性的橡膠，其中上述橡膠組合物是通過將BR、CR和NR混合、將CR設(shè)定為主要成分、并將其 混合比設(shè)定為預(yù)定范圍而獲得的。由此，完成了本發(fā)明的第一實(shí)施方案。
[0024] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通過將BR、CR和NR以預(yù)定混合比混合而獲得的橡膠組合物中， 通過用SBR或NBR替換一部分NR，可在維持優(yōu)異的耐臭氧性、