CN106832482A - 一种球头防尘罩及其制备方法 - Google Patents

一种球头防尘罩及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种球头防尘罩及其制备方法。所述球头防尘罩按质量份数计包括如下原料组分：100份氯丁橡胶、50‑70份炭黑、20‑30份增塑剂和4‑6份防老剂；所述炭黑由快压出炉黑与天然气半补强炭黑按质量比(20‑30):(30‑40)组成；所述增塑剂由脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂按质量比(10‑15):(10‑15)组成。所述球头防尘罩是通过将配方量的各原料组分依次经过密炼、开炼成型和硫化处理的步骤制备得到。本发明提供的球头防尘罩具有良好的机械性能以及耐水和耐多种油脂的优点。

Description

一种球头防尘罩及其制备方法
技术领域
本发明属于橡胶材料技术领域，具体涉及一种球头防尘罩及其制备方法。
背景技术
汽车转向***是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置,汽车转向***的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向***对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向***的零件都称为保安件。
转向拉杆是汽车转向机构中的重要零件，它直接影响汽车操纵的稳定性、运行的安全性和轮胎的使用寿命。转向拉杆分为两类，即转向直拉杆与转向横拉杆。转向直拉杆承担着把转向摇臂的运动传递给转向节臂的任务；转向横拉杆则是转向梯形机构的底边，是确保左右转向轮产生正确运动关系的关键部件。
球头防尘罩用在转向器转向拉杆和转向节臂的连接处，一般产品内部装3-4克的油脂，当汽车行驶过程中转弯时，拉杆球头销会不断做旋转和摇摆动作，此时安装在接头处的防尘罩可以防止水、灰尘、泥沙等进入球头销内部，同时可有效减小接头处摩擦力，防止拉杆接头处卡死或者长期磨损而断裂，出现转向失效造成事故，是转向***关键件之一。
由于球头防尘罩既要防止水的浸入，又要防止内部油脂的浸出，且其在工作时需要长期随拉杆球头销的运动而发生摩擦耗损，因此，在本领域期望对球头防尘罩的性能进行改进，得到一种具有良好的机械性能、耐水且耐多种油脂的球头防尘罩。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种球头防尘罩及其制备方法。该球头防尘罩具有良好的机械性能，耐水且耐多种油脂。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
所述炭黑由快压出炉黑与天然气半补强炭黑按质量比(20-30):(30-40)组成；
所述增塑剂由脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂按质量比(10-15):(10-15)组成。
本发明通过选择快压出炉黑与天然气半补强炭黑按特定质量比配合，脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂按特定质量比配合，使制得的球头防尘罩具有良好的机械性能、耐水且耐多种油脂的优点。
本发明中，所述炭黑的质量分数可以是50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份或70份等。
所述增塑剂的质量分数可以是20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等。
所述防老剂的质量分数可以是4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份或6份等。
所述快压出炉黑与天然气半补强炭黑的质量比可以是20:40、21:39、22:38、23:37、24:36、25:35、26:34、27:33、28:32、29:31、30:30、20:30、20:35、25:30、25:35或30:40等。
所述脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂的质量比可以是10:15、11:14、12:13、13:12、14:11、15:10、10:10、10:12、10:15、12:10、12:15、15:11、15:12或15:14等。
优选地，所述球头防尘罩按质量份数计，包括如下原料组分：
其中，所述快压出炉黑的质量份数可以是20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等。
所述天然气半补强炭黑的质量份数可以是30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
所述脂肪油系增塑剂的质量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
所述脂肪族二元酸酯类增塑剂的质量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
优选地，所述球头防尘罩按质量份数计还包括5-10份(例如可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份等)润滑剂。
优选地，所述润滑剂选自脂肪酰胺或者芥酸酰胺。
优选地，所述快压出炉黑为N550。
优选地，所述天然气半补强炭黑为N770。
优选地，所述脂肪油系增塑剂为菜籽油。
优选地，所述脂肪族二元酸酯类增塑剂为己二酸二辛酯。
优选地，所述防老剂由4,4'-二辛基二苯胺(防老剂ODA)和N-异丙基-N'-苯基对苯二胺(防老剂4010NA)按质量比(2-3):(2-3)组成；防老剂ODA与防老剂4010NA的质量比可以是2:2、2:2.5、2:3、2.5:2、2.5:3、3:2或3:2.5等。
另一方面，本发明提供一种上述球头防尘罩的制备方法，包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分进行密炼，得到混炼胶；
(2)将所述混炼胶进行开炼成型得到成型橡胶；
(3)将所述成型橡胶进行硫化处理，得到所述球头防尘罩。
优选地，步骤(1)中所述密炼的压力为100-110kgf/cm2，例如可以是100kgf/cm2、101kgf/cm2、102kgf/cm2、103kgf/cm2、104kgf/cm2、105kgf/cm2、106kgf/cm2、107kgf/cm2、108kgf/cm2、109kgf/cm2或110kgf/cm2等；所述密炼的温度为70-100℃，例如可以是70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃等；所述密炼的时间为4-7min，例如可以是4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min或7min等。
优选地，步骤(2)中所述开炼成型的温度为50-60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等；所述开炼成型的时间为3-5min，例如可以是3min、3.5min、4min、4.5min或5min等。
优选地，步骤(3)中所述硫化的压力为160-180kgf/cm2，例如可以是160kgf/cm2、162kgf/cm2、165kgf/cm2、168kgf/cm2、170kgf/cm2、172kgf/cm2、175kgf/cm2、178kgf/cm2或180kgf/cm2等；所述硫化的温度为165-175℃，例如可以是165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃或175℃等；所述硫化的时间为300-420s，例如可以是300s、310s、320s、330s、340s、350s、360s、370s、380s、390s、400s、410s或420s等。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为100-110kgf/cm2，温度为70-100℃的条件下密炼4-7min，得到混炼胶；
(2)将所述混炼胶在50-60℃下开炼成型3-5min，得到成型橡胶；
(3)将所述成型橡胶在压力为160-180kgf/cm2，温度为165-175℃的条件下硫化300-420s，得到所述球头防尘罩。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过选择快压出炉黑与天然气半补强炭黑按特定质量比配合，脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂按特定质量比配合，使制得的球头防尘罩具有良好的机械性能、耐水且耐多种油脂的优点。
本发明提供的球头防尘罩的硬度(邵氏A)为51-54，拉伸强度为17-20MPa，断裂伸长率为450-550％，撕裂强度为8-10N/mm；在78-82℃的蒸馏水中浸泡10天，其硬度变化为-4～+5，拉伸强度变化率为-20％～-40％，断裂伸长率变化率为-30％～-50％，重量变化为+15％～+20％；在68-72℃的M115-01油脂中浸泡94-98h，其硬度变化为-3～+5，拉伸强度变化率为-15％～+15％，断裂伸长率变化率为-20％～+20％，重量变化为-6％～+3％；在68-72℃的M115-04油脂中浸泡94-98h，其硬度变化为-3～+5，拉伸强度变化率为-15％～+15％，断裂伸长率变化率为-20％～+20％，重量变化为-6％～+3％。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
上述球头防尘罩的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为100kgf/cm2，温度为100℃的条件下密炼7min，得到混炼胶；
(2)将混炼胶在60℃下开炼成型3min，得到成型橡胶；
(3)将成型橡胶在压力为180kgf/cm2，温度为165℃的条件下硫化420s，得到球头防尘罩。
实施例2
一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
上述球头防尘罩的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为110kgf/cm2，温度为70℃的条件下密炼4min，得到混炼胶；
(2)将混炼胶在50℃下开炼成型5min，得到成型橡胶；
(3)将成型橡胶在压力为160kgf/cm2，温度为175℃的条件下硫化300s，得到球头防尘罩。
实施例3
一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
上述球头防尘罩的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为108kgf/cm2，温度为80℃的条件下密炼4.5min，得到混炼胶；
(2)将混炼胶在52℃下开炼成型4min，得到成型橡胶；
(3)将成型橡胶在压力为168kgf/cm2，温度为172℃的条件下硫化410s，得到球头防尘罩。
实施例4
一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
上述球头防尘罩的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为110kgf/cm2，温度为95℃的条件下密炼6min，得到混炼胶；
(2)将混炼胶在55℃下开炼成型4min，得到成型橡胶；
(3)将成型橡胶在压力为170kgf/cm2，温度为175℃的条件下硫化360s，得到球头防尘罩。
实施例5
一种球头防尘罩，按质量份数计，包括如下原料组分：
上述球头防尘罩的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为105kgf/cm2，温度为85℃的条件下密炼5min，得到混炼胶；
(2)将混炼胶在58℃下开炼成型3min，得到成型橡胶；
(3)将成型橡胶在压力为175kgf/cm2，温度为170℃的条件下硫化380s，得到球头防尘罩。
对比例1
与实施例5的区别在于N550的质量份数为0，N770的质量份数为60份。
对比例2
与实施例5的区别在于N550的质量份数为15份，N770的质量份数为45份。
对比例3
与实施例5的区别在于N550的质量份数为35份，N770的质量份数为25份。
对比例4
与实施例5的区别在于N550的质量份数为60份，N770的质量份数为0。
对比例5
与实施例5的区别在于菜籽油的质量份数为0，DOA的质量份数为26份。
对比例6
与实施例5的区别在于菜籽油的质量份数为5份，DOA的质量份数为21份。
对比例7
与实施例5的区别在于菜籽油的质量份数为21份，DOA的质量份数为5份。
对比例8
与实施例5的区别在于菜籽油的质量份数为26份，DOA的质量份数为0。
上述实施例1-5与对比例1-8的性能数据及测试标准分别如下表1和表2所示。
表1
表2
由表1和表2的性能数据可知，当快压出炉黑或天然气半补强炭黑的质量比不在本发明特定选择的范围内时(对比例1-4)，得到的球头防尘罩的硬度、拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度均有明显的下降，即机械性能变差；当脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂的质量比不在本发明特定选择的范围内时(对比例5-8)，得到的球头防尘罩的机械性能、耐水和耐油脂性能均明显下降。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种球头防尘罩，其特征在于，所述球头防尘罩按质量份数计，包括如下原料组分：
所述炭黑由快压出炉黑与天然气半补强炭黑按质量比(20-30):(30-40)组成；
所述增塑剂由脂肪油系增塑剂与脂肪族二元酸酯类增塑剂按质量比(10-15):(10-15)组成。
2.根据权利要求1所述的球头防尘罩，其特征在于，所述球头防尘罩按质量份数计，包括如下原料组分：
3.根据权利要求1或2所述的球头防尘罩，其特征在于，所述球头防尘罩按质量份数计还包括5-10份润滑剂；
优选地，所述润滑剂选自脂肪酰胺或者芥酸酰胺。
4.根据权利要求1-3任一项所述的球头防尘罩，其特征在于，所述快压出炉黑为N550；
优选地，所述天然气半补强炭黑为N770。
5.根据权利要求1-4任一项所述的球头防尘罩，其特征在于，所述脂肪油系增塑剂为菜籽油。
6.根据权利要求1-5任一项所述的球头防尘罩，其特征在于，所述脂肪族二元酸酯类增塑剂为己二酸二辛酯。
7.根据权利要求1-6任一项所述的球头防尘罩，其特征在于，所述防老剂由4,4'-二辛基二苯胺和N-异丙基-N'-苯基对苯二胺按质量比(2-3):(2-3)组成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的球头防尘罩的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分进行密炼，得到混炼胶；
(2)将所述混炼胶进行开炼成型得到成型橡胶；
(3)将所述成型橡胶进行硫化处理，得到所述球头防尘罩。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述密炼的压力为100-110kgf/cm2，所述密炼的温度为70-100℃，所述密炼的时间为4-7min；
优选地，步骤(2)中所述开炼成型的温度为50-60℃，所述开炼成型的时间为3-5min；
优选地，步骤(3)中所述硫化的压力为160-180kgf/cm2，所述硫化的温度为165-175℃，所述硫化的时间为300-420s。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的各组分在压力为100-110kgf/cm2，温度为70-100℃的条件下密炼4-7min，得到混炼胶；
(2)将所述混炼胶在50-60℃下开炼成型3-5min，得到成型橡胶；
(3)将所述成型橡胶在压力为160-180kgf/cm2，温度为165-175℃的条件下硫化300-420s，得到所述球头防尘罩。
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