CN106317527A - 一种连接板、其制备方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连接板、其制备方法及用途。本发明的连接板的原料组分按照重量份包含100份氯丁橡胶、80~100份炭黑、8~12份耐高低温增塑剂、3~6份耐热剂、2~3份耐臭氧剂和5.5~6份硫化剂。本发明的连接板通过采用具有较好耐润滑脂性能和较高阻尼性能的氯丁橡胶、天然气半补强炭黑、耐高低温增塑剂、耐热剂、耐臭氧剂以及由取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物组成的耐热剂等原料组分,并调节各原料组分的配合关系,使得制备得到的连接板具有优异的耐高温、耐臭氧性能、耐润滑剂介质及较好的减震性。
Description
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域,涉及一种连接板、其制备方法及用途,尤其涉及一种耐高温、耐臭氧、耐润滑脂的连接板、其制备方法及用作转接板的用途。
背景技术
电动助力转向***(Electric Power Steering,缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向***,与传统的液压助力转向***HPS(Hydraulic PowerSteering)相比,EPS***具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。
随着社会进步和人们生活水平的提供,人们对汽车的舒适性要求也越来越高,传统的电动助力转向机在极限转向时横拉杆与转向机壳体直接碰撞产生噪音,同时对转向机组件造成损害,影响整车的舒适性和转向机的使用寿命。为了规避这一风险,电动助力转向机在横拉杆与转向机壳体之间增加了一个转接板,功能是在极限转向时避免转向横拉杆与转向机壳体直接碰撞,降低极限转向时产生的噪音和震动,提高操控的舒适性,有效的保护了转向机内的组件。
该***由电工助力机直接提供转向助力,省去了液压动力转向***所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮,既节省能量,又保护了环境。另外,还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。
但是现有技术中的转接板仍存在着硬度相对较差、抗震性不佳、耐热空气老化性差、寿命短以及耐臭氧性差的缺点,限制了连接板发挥其作用并会由于替换连接板而增加使用成本。因而,有必要开发一种硬度高、耐热空气老化性、抗震性和耐臭氧性俱佳的连接板以满足实际应用的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种连接板、其制备方法及用途,所述连接板具有较好的耐高温、耐臭氧、耐润滑脂介质及较好的减震阻尼性能,该连接板的初始的邵氏硬度A在75±5,经过耐热空气老化120℃×70h后,连接板的邵氏硬度A相较于初始的邵氏硬度A的变化为-5~+15;连接板的扯断强度相较于初始的扯断强度的变化为-25~30%;连接板的扯断伸长率相较于初始的扯断伸长率的变化在-40%以内;对本发明的连接板进行耐臭氧的测试(50pphm×40℃×300h)后,连接板无裂纹产生,完全可以满足转接板的应用要求。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的目的之一在于提供一种连接板,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
所述氯丁橡胶的重量份为100份,本发明选用氯丁橡胶不仅具有良好的耐润滑脂介质性能,还具有较高的减震阻尼性能。
所述炭黑的重量份为80~100份,例如可为80份、82份、83份、85份、87份、88份、90份、91份、93份、94份、95份、96份、98份或100份等。
所述耐高低温增塑剂的重量份为8~12份,例如可为8份、8.5份、9份、9.3份、9.5份、10份、11份、11.5份或12份等。
所述耐热剂的重量份为3~6份,例如可为3份、3.2份、3.4份、3.7份、4份、4.3份、4.5份、4.8份或5份等。
所述耐臭氧剂的重量份为2~3份,例如可为2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.7份、2.8份或3份等。
所述硫化剂的质量份为5.5~6份,例如可为5.5份、5.6份、5.7份、5.8份或6份等。
作为本发明所述连接板的优选技术方案,一种连接板,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
作为本发明所述连接板的进一步优选技术方案,一种连接板,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
优选地,所述炭黑为天然气半补强炭黑,其具有优异的弹性,而且生热低,添加合适量的天然气半补强炭黑可以在保证得到的连接板具有优异力学性能的同时,提高连接板的使用寿命。
优选地,所述耐高低温增塑剂为脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物,本发明采用脂肪油系增塑剂和合成增塑剂并用,使得添加合适量的该耐高低温增塑剂,能够同时满足制备得到的连接板产品的具有优良的耐热性和耐低温性能,又满足产品实际工况使用要求。
优选地,所述脂肪油系增塑剂包括菜籽油,但并不限于上述列举的脂肪油系增塑剂,其他可达到相同效果的脂肪油系增塑剂也可用于本发明。
优选地,所述合成增塑剂包括葵二酸二辛脂,但并不限于上述列举的合成增塑剂,其他可达到相同效果的合成增塑剂也可用于本发明。
优选地,所述耐热剂为取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物的混合物。
优选地,所述取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物的质量比为(1~2):1:(1~2),例如可为2:1:2、1:1:2、1:1:1或1.5:1:2等。
优选地,所述取代二苯胺包括辛基化二苯胺和壬基化二苯胺中的任意一种或至少两种的混合物,但并不限于上述列举的取代二苯胺,其他可达到相同效果的取代二苯胺也可用于本发明。
优选地,所述对苯二胺衍生物包括异丙基对苯二胺和环己基对苯二胺中的任意一种或两种的混合物,但并不限于上述列举的对苯二胺衍生物,其他可达到相同效果的对苯二胺衍生物也可用于本发明。
本发明中,通过实验发现,当耐热剂选用取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物中的三种配合使用时,效果要优于其中的一种耐热剂的效果,称之为协同效应,该协同效应与耐热剂的种类和含量配比是密切相关的。
本发明中的耐热剂为取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物按一定的配比并用,这三种耐热剂并用能够起到协同效用,既能提高制备得到的连接板的耐热性,又能提高连接板的耐臭氧性。
本发明中使用的三种耐热剂(取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物)均为市售商品。
优选地,所述耐臭氧剂包括对苯二胺衍生物和防护蜡中的任意一种或两种的混合物,但并不限于上述列举的耐臭氧剂,其他可达到相同效果的耐臭氧剂也可用于本发明。
本发明中所述连接板的原料组分除了包含上述原料外,本领域常用的其它助剂,例如促进剂、加工助剂和润滑剂等也可用于本发明,本领域技术人员可根据实际产品的性能需求而添加。
本发明的目的之二在于提供如上所述的连接板的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)按配方量将连接板的原料组分置入密炼机中,进行密炼,得到密炼橡胶;
(2)将步骤(1)得到的混炼橡胶在开炼机中进行开炼而成型,得到成型橡胶;
(3)将步骤(2)得到的成型橡胶放入硫化设备中,进行硫化,得到连接板。
优选地,步骤(1)所述密炼的温度为70~100℃,例如可为70℃、75℃、80℃、82℃、85℃、90℃、93℃、96℃、98℃或100℃等。
优选地,步骤(1)所述密炼的压力为100~110Kgf/cm2,例如可为100Kgf/cm2、102Kgf/cm2、104Kgf/cm2、105Kgf/cm2、106Kgf/cm2、108Kgf/cm2或110Kgf/cm2等。
优选地,步骤(1)所述密炼的时间为4~7分钟,例如可为4分钟、5分钟、5.5分钟、6分钟或7分钟等。
优选地,步骤(2)所述开炼的温度为50~60℃,例如可为50℃、52℃、54℃、57℃、58℃或60℃等。
优选地,步骤(2)所述开炼的时间为3~5分钟,例如可为3分钟、4分钟、4.5分钟或5分钟等。
优选地,步骤(3)所述硫化的压力为160~180Kgf/cm2,例如可为160Kgf/cm2、165Kgf/cm2、168Kgf/cm2、170Kgf/cm2、172Kgf/cm2、175Kgf/cm2或180Kgf/cm2等。
优选地,步骤(3)所述硫化的温度为165~175℃,例如可为165℃、166℃、167℃、168℃、171℃、173℃或175℃等。
优选地,步骤(3)所述硫化的时间为300~360秒,例如可为300秒、320秒、330秒、335秒、340秒、350秒、355秒或360秒等。
优选地,所述方法还包括在步骤(1)之后步骤(2)之前进行步骤(1)’:筛选以获得硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶。
作为本发明所述方法的优选技术方案,一种连接板的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)按配方量将连接板的原料组分置入密炼机中,于70~100℃的密炼温度、100~110Kgf/cm2的密炼压力条件下密炼4~7分钟,得到密炼产物;
(1)’:对步骤(1)的密炼产物进行筛选,获得硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶;
(2)将步骤(1)’筛选得到的混炼橡胶在开炼机中于50~60℃开炼3~5分钟,得到成型橡胶;
(3)将步骤(2)得到的成型橡胶放入硫化设备中,于160~180Kgf/cm2的硫化压力、165~175℃的硫化温度条件下硫化300~360秒,得到连接板。
优选地,本发明所述方法还可以在步骤(3)硫化完成后,对硫化得到的产物进行修边、检验、包装和入库的步骤,这些步骤具体操作已为本领域的技术人员所知晓,在此不再赘述。
本发明的目的之三在于提供如上所述的连接板的用途,所述连接板用作转接板,例如可以是排气管的转接板。本发明对连接板的形状不作限定,本领域的技术人员可以根据需要进行调整为除板状之外的其他形状。
与已有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的连接板通过选用具有较高阻尼的氯丁橡胶、天然气半补强炭黑、耐高低温增塑剂以及由取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物组成的耐热剂等原料组分,并调节各原料组分的配合关系,制备得到了具有优异的耐热、耐臭氧、耐润滑剂介质及较好的减震性的连接板,该连接板的初始的邵氏硬度A在75±5,经过耐热空气老化120℃×70h后,连接板的邵氏硬度A相较于初始的邵氏硬度A的变化为-5~+15;连接板的扯断强度相较于初始的扯断强度的变化为-25~30%;连接板的扯断伸长率相较于初始的扯断伸长率的变化在-40%以内;对本发明的连接板进行耐臭氧的测试(50pphm×40℃×300h)后,连接板无裂纹产生,完全可以满足转接板的应用要求,具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
(1)首先,按照重量份将100份氯丁橡胶、90份炭黑、10份耐高低温增塑剂(脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物)、5份耐热剂(取代二苯胺:苯基萘胺:对苯二胺衍生物=2:1:2)、3份耐臭氧剂置入密炼机中在温度为95℃、压力为110Kgf/cm2之条件下进行密炼6分钟,得到密炼橡胶;
(1)’接着,对上述密炼橡胶进行检测,从中筛选出硬度为76度,强度为15.6MPa,伸长率为216%的密炼橡胶。
(2)将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为55℃之条件下进行开炼4分钟而挤出成型,得到成型橡胶;
(3)然后将成型橡胶置入硫化设备中的模具内,加压170Kgf/cm2,升温至175℃,进行硫化处理360秒;
(4)将硫化完成后的产物进行修边、检验、包装和入库,得到连接板。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例2
(1)首先,按照重量份将100份氯丁橡胶、80份炭黑、10份耐高低温增塑剂(脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物)、4份耐热剂(取代二苯胺:苯基萘胺:对苯二胺衍生物=1:1:2)、3份耐臭氧剂置入密炼机中在温度为95℃、压力为110Kgf/cm2之条件下进行密炼6分钟,得到密炼橡胶。
(1)’接着,对上述密炼橡胶进行检测,从中筛选出硬度为72度,强度为16.4MPa,伸长率为237%的密炼橡胶;
(2)将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为55℃之条件下进行开炼4分钟而挤出成型,得到成型橡胶;
(3)然后将成型橡胶置入硫化设备中的模具内,加压170Kgf/cm2,升温至175℃,进行硫化处理360秒;
(4)将硫化完成后的产物进行修边、检验、包装和入库,得到连接板。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例3
(1)首先,按照重量份将100份氯丁橡胶、100份炭黑、10份耐高低温增塑剂(脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物)、6份耐热剂(取代二苯胺:苯基萘胺:对苯二胺衍生物=2:2:2)、3份耐臭氧剂置入密炼机中在温度为95℃、压力为110Kgf/cm2之条件下进行密炼6分钟,得到密炼橡胶。
(1)’接着,对上述密炼橡胶进行检测,从中筛选出硬度为78度,强度为16.1MPa,伸长率为204%的密炼橡胶;
(2)将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为55℃之条件下进行开炼4分钟而挤出成型,得到成型橡胶;
(3)然后将成型橡胶置入硫化设备中的模具内,加压170Kgf/cm2,升温至175℃,进行硫化处理360秒;
(4)将硫化完成后的产物进行修边、检验、包装和入库,得到连接板。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例4
(1)首先,按照重量份将100份氯丁橡胶、85份炭黑、12份耐高低温增塑剂(脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物)、4份耐热剂(取代二苯胺:苯基萘胺:对苯二胺衍生物=1:1:2)、3份耐臭氧剂置入密炼机中在温度为80℃、压力为105Kgf/cm2之条件下进行密炼5分钟,得到硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶;
(2)将筛选出的密炼橡胶置入开炼机中在温度为60℃之条件下进行开炼3分钟而挤出成型,得到成型橡胶;
(3)然后将成型橡胶置入硫化设备中的模具内,加压180Kgf/cm2,升温至170℃,进行硫化处理320秒,得到连接板。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例5
(1)首先,按照重量份将100份氯丁橡胶、80份炭黑、8份耐高低温增塑剂(脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物)、5份耐热剂(取代二苯胺:苯基萘胺:对苯二胺衍生物=2:1:2)、3份耐臭氧剂置入密炼机中在温度为95℃、压力为100Kgf/cm2之条件下进行密炼7分钟,得到硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶;
(2)将步骤(1)得到的密炼橡胶置入开炼机中在温度为50℃之条件下进行开炼5分钟而挤出成型,得到成型橡胶;
(3)然后将成型橡胶置入硫化设备中的模具内,加压175Kgf/cm2,升温至165℃,进行硫化处理340秒;
(4)将硫化完成后的产物进行修边、检验、包装和入库,得到连接板。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例6
除将耐热剂替换为取代二苯胺外,其他制备方法和条件与实施例1相同。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例7
除将耐热剂替换为苯基萘胺外,其他制备方法和条件与实施例1相同。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
实施例8
除将耐热剂替换为对苯二胺衍生物外,其他制备方法和条件与实施例1相同。
本实施例得到的连接板的性能测试结果见表1。
表1
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种连接板,其特征在于,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
2.根据权利要求1所述的连接板,其特征在于,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
3.根据权利要求1或2所述的连接板,其特征在于,所述连接板以重量份计包括以下原料组分:
4.根据权利要求1-3任一项所述的连接板,其特征在于,所述炭黑为天然气半补强炭黑;
优选地,所述耐高低温增塑剂为脂肪油系增塑剂和合成增塑剂的混合物;
优选地,所述脂肪油系增塑剂包括菜籽油;
优选地,所述合成增塑剂包括葵二酸二辛脂;
优选地,所述耐热剂为取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物的混合物;
优选地,所述取代二苯胺、苯基萘胺和对苯二胺衍生物的质量比为(1~2):1:(1~2);
优选地,所述取代二苯胺包括辛基化二苯胺和壬基化二苯胺中的任意一种或两种的混合物;
优选地,所述对苯二胺衍生物包括异丙基对苯二胺和环己基对苯二胺中的任意一种或两种的混合物;
优选地,所述耐臭氧剂包括对苯二胺衍生物和防护蜡中的任意一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的连接板,其特征在于,所述连接板的原料组分中还包括促进剂、加工助剂的混合物。
6.如权利要求1-5任一项所述的连接板的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)按配方量将连接板的原料组分置入密炼机中,进行密炼,得到密炼橡胶;
(2)将步骤(1)得到的混炼橡胶在开炼机中进行开炼而成型,得到成型橡胶;
(3)然后将步骤(2)得到的成型橡胶放入硫化设备中,进行硫化,得到连接板。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述密炼的温度为70~100℃;
优选地,步骤(1)所述密炼的压力为100~110Kgf/cm2;
优选地,步骤(1)所述密炼的时间为4~7分钟;
优选地,步骤(2)所述开炼的温度为50~60℃;
优选地,步骤(2)所述开炼的时间为3~5分钟;
优选地,步骤(3)所述硫化的压力为160~180Kgf/cm2;
优选地,步骤(3)所述硫化的温度为165~175℃;
优选地,步骤(3)所述硫化的时间为300~360秒。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在步骤(1)之后步骤(2)之前进行步骤(1)’:筛选以获得硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶。
9.根据权利要求6-8任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)按配方量将连接板的原料组分置入密炼机中,于70~100℃的密炼温度、100~110Kgf/cm2的密炼压力条件下密炼4~7分钟,得到密炼产物;
(1)’:对步骤(1)的密炼产物进行筛选,获得硬度为70~80度、强度≥14MPa且伸长率不低于原有长度的150%的密炼橡胶;
(2)将步骤(1)’筛选得到的混炼橡胶在开炼机中于50~60℃开炼3~5分钟,得到成型橡胶;
(3)将步骤(2)得到的成型橡胶放入硫化设备中,于160~180Kgf/cm2的硫化压力、165~175℃的硫化温度条件下硫化300~360秒,得到连接板。
10.如权利要求1-5任一项所述的连接板的用途,其特征在于,所述连接板用作转接板。
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