CN103242569A - 一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法 Download PDF

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荆炳志
王化勇
盛晖
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Abstract

本发明公开了一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法，按重量计包括以下组分：天然胶60～90份，顺丁橡胶10～40份，补强剂30～70份，硫化剂1～3份，促进剂1～3份，活性剂3～7份，硬脂酸1～3份，防老剂2～6份。制备方法包括混炼胶的制备，成型及硫化，后处理及检验。本发明制备得到的减震衬套高硬度低动倍率橡胶材料具有良好的减震性能，是优秀的低动倍率材料，达到材料高硬度要求，且在100Hz±0.05mm时，动倍率实现1.3以下的要求。

Description

一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种汽车用橡胶材料及其制备方法，尤其涉及的是一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法。
背景技术
减震器衬套用于汽车悬架***上，用来支持车架的质量，缓和道路不平对汽车的振动和冲击，迅速衰减振动，提高驾驶的舒适性，减低车体各部分的动应力，延长车辆使用寿命。
随着现代工业的发展，汽车已成为很普遍的交通工具，人们对汽车在节能、环保、乘坐舒适性和操纵稳定性、以及可靠性提出了越来越高的要求。汽车悬架***直接影响汽车乘坐舒适性和操纵稳定性，弹簧是悬架***动力性能的核心，由于橡胶材料本身具有质量轻、抗冲击和易吸收高频振动等优点，加上橡胶和金属粘结技术的提高，金属和橡胶组合起来形成的橡胶衬套被广泛应用于汽车悬架中的支撑装置中。汽车减震器衬套为了达到支持车架的质量，要求衬套橡胶材料硬度高，刚度大；而优秀的减震和降噪性能，就要求减震衬套的胶料要有良好的低动倍率要求，可靠性又需要橡胶材料耐久性好。随着国内汽车市场的良好发展态势，未来自主品牌汽车减震器衬套要求低动倍率减震器衬套销售量和市场份额还将持续地快速增长，市场前景非常好。目前，国内降低橡胶材料动倍率大多选用NR和BR并用来实现，但是国内目前BR的种类在橡胶材料硬度高于60度的情况下很难实现橡胶材料动倍率在100Hz±0.05mm时，动倍率低于1.3的要求。因此国内尤其是合资日本品牌汽车中低动倍率的减震器衬套大多采用进口件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料及其制备方法，具有良好低动倍率和耐久性能。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明按重量计包括以下组分：天然胶60～90份，顺丁橡胶10～40份，补强剂30～70份，硫化剂1～3份，促进剂1～3份，活性剂3～7份，硬脂酸1～3份，防老剂2～6份。
作为本发明的优选方式之一，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4010NA中的一种或两种的混合物。
作为本发明的优选方式之一，所述补强剂为快压出炭黑、半补强炭黑中的一种或两种的混合物。
作为本发明的优选方式之一，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂。
作为本发明的优选方式之一，所述硫化剂为不溶性硫磺。
作为本发明的优选方式之一，所述活性剂为氧化锌。
一种制备所述的汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料的方法，包括以下步骤：
（1）混炼胶的制备：
将上述配方备料后送入密炼机，通过密炼机制备得到合成橡胶，对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤不合格的合成橡胶，保留合格的合成橡胶；
（2）成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60～70℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，对橡胶进行硫化处理；
（3）后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边，用弹性试验机测出静刚度及100Hz±0.05mm下的动刚度，用动刚度除以静刚度得出动倍率，使动倍率≤1.3，从而得到合格的动倍率成品。
所述步骤（1）中，合格的合成橡胶为：硬度为65±5度，强度≥14MPa，伸长率≥400%。
所述步骤（2）中，硫化工艺为：压力170～190Kgf/cm2，温度155～165℃，硫化时间为360～480秒。
    本发明相比现有技术具有以下优点，本发明制备得到的减震衬套高硬度低动倍率橡胶材料具有良好的减震性能，是优秀的低动倍率材料，达到材料高硬度要求，且在100Hz±0.05mm时，动倍率实现1.3以下的要求。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例按重量计，配料如下：
天然橡胶80份，顺丁橡胶20份，补强剂45份，硫化剂2.5份，促进剂1.5份，活性剂5份，硬脂酸2份，防老剂3份。
本实施例的天然橡胶为5号标准天然橡胶，5号标准天然橡胶主要产自于马来西亚，是橡胶树上割下来的乳液，经过凝固及压皱，再造粒而成；
顺丁橡胶为BR1250H的顺丁橡胶，顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，为混合物；
补强剂为快压出炭黑；
硫化剂为不溶性硫磺，不溶性硫磺的分子式为Su，是一种无毒、可燃的黄色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名，它经普通硫磺热聚合制得，分子链上的硫原子数高达108以上，有高聚物的粘弹性和分子量分布，因此也称弹性硫或聚合硫，属于无机高分子化工原料；
促进剂为次磺酰胺类促进剂；防老剂为防老剂RD；活性剂为氧化锌。
橡胶材料的制备过程如下：
（1）将上述原料备料后送入密炼机，启动密炼机，加入生胶，保持压力在185bar，转速45r/min，混炼40s；然后加入小药和炭黑，保持压力在185bar，转速28r/min，混炼温度达到110℃；然后加入硫化剂，保持压力在185bar，转速20r/min，混炼温度达到120℃；再进行排胶，保持压力20bar，转速35r/min；通过密炼机制备得到合成橡胶，对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤不合格的合成橡胶，保留合格的合成橡胶，合格的合成橡胶为：硬度为65±5度，强度≥14MPa，伸长率≥400%；
（2）成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在65℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，对橡胶进行硫化处理，硫化工艺为：压力180Kgf/cm2，温度160℃，硫化时间为420秒；
（3）后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边，并对尺寸、外观进行检验，用MTS（力学测试与模拟）弹性试验机测出静刚度及100Hz±0.05mm下的动刚度，用动刚度除以静刚度得出动倍率，使动倍率≤1.3，从而得到合格的动倍率成品。
实施例2
本实施例按重量计，配料如下：
天然橡胶60份，顺丁橡胶10份，补强剂30份，硫化剂1份，促进剂1份，活性剂3份，硬脂酸1份，防老剂2份。
本实施例的补强剂为快压出炭黑和半补强炭黑的混合物；防老剂为防老剂RD和防老剂4010NA的混合物。
橡胶材料的制备过程如下：
（1）将上述原料备料后送入密炼机，通过密炼机制备得到合成橡胶，对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤不合格的合成橡胶，保留合格的合成橡胶，合格的合成橡胶为：硬度为65±5度，强度≥14MPa，伸长率≥400%；
（2）成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，对橡胶进行硫化处理，硫化工艺为：压力170Kgf/cm2，温度155℃，硫化时间为360秒；
（3）后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边，并对尺寸、外观进行检验，用MTS（力学测试与模拟）弹性试验机测出静刚度及100Hz±0.05mm下的动刚度，用动刚度除以静刚度得出动倍率，使动倍率≤1.3，从而得到合格的动倍率成品。
其他实施方式和实施例1相同。
实施例3
本实施例按重量计，配料如下：
天然橡胶90份，顺丁橡胶40份，补强剂70份，硫化剂3份，促进剂3份，活性剂7份，硬脂酸3份，防老剂6份。
本实施例的补强剂为半补强炭黑；防老剂为防老剂4010NA。
橡胶材料的制备过程如下：
（1）将上述原料备料后送入密炼机，通过密炼机制备得到合成橡胶，对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤不合格的合成橡胶，保留合格的合成橡胶，合格的合成橡胶为：硬度为65±5度，强度≥14MPa，伸长率≥400%；
（2）成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在70℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，对橡胶进行硫化处理，硫化工艺为：压力190Kgf/cm2，温度165℃，硫化时间为480秒；
（3）后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边，并对尺寸、外观进行检验，用MTS（力学测试与模拟）弹性试验机测出静刚度及100Hz±0.05mm下的动刚度，用动刚度除以静刚度得出动倍率，使动倍率≤1.3，从而得到合格的动倍率成品。
其他实施方式和实施例1相同。
比较实施例1～3制得的橡胶材料的动倍率性能，如表1所示：
表1橡胶材料动倍率性能对比表
Figure 2013102132212100002DEST_PATH_IMAGE001
由表可见，本发明的减震衬套高硬度低动倍率橡胶材料具有良好的减震性能，优秀的低动倍率材料，达到材料高硬度要求，且在100Hz±0.05mm时，动倍率实现1.3以下。

Claims (9)

1.一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，按重量计包括以下组分：天然胶60～90份，顺丁橡胶10～40份，补强剂30～70份，硫化剂1～3份，促进剂1～3份，活性剂3～7份，硬脂酸1～3份，防老剂2～6份。
2.根据权利要求1所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂RD、防老剂4010NA中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，所述补强剂为快压出炭黑、半补强炭黑中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，所述促进剂为次磺酰胺类促进剂。
5.根据权利要求1所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，所述硫化剂为不溶性硫磺。
6.根据权利要求1所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料，其特征在于，所述活性剂为氧化锌。
7.一种制备如权利要求1所述的汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）混炼胶的制备：
先将上述配方备料通过密炼机制备得到合成橡胶，对其硬度、强度以及伸长率进行检测，检测后过滤不合格的合成橡胶，保留合格的合成橡胶；
（2）成型及硫化：
将检测合格的合成橡胶通过开炼机在60～70℃下进行开炼成型，再将成型后的橡胶放入硫化设备中的模具内，对橡胶进行硫化处理；
（3）后处理及检验：
对硫化后的产品进行修边，用弹性试验机测出静刚度及100Hz±0.05mm下的动刚度，用动刚度除以静刚度得出动倍率，使动倍率≤1.3，从而得到合格的动倍率成品。
8.根据权利要求7所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，合格的合成橡胶为：硬度为65±5度，强度≥14MPa，伸长率≥400%。
9.根据权利要求7所述的一种汽车减震器衬套高硬度低动倍率橡胶材料的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，硫化工艺为：压力170～190Kgf/cm2，温度155～165℃，硫化时间为360～480秒。
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