CN113234262A - 汽车车身悬置用高阻尼减震材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车车身悬置用高阻尼减震材料及其制备方法和应用。该汽车车身悬置用高阻尼减震材料包括生胶体系和叠氮甲酸酯,生胶体系包括天然橡胶、异丁烯‑异戊二烯橡胶和高活性聚异丁烯橡胶,高活性聚异丁烯橡胶的α‑末端双键含量不低于60%。该高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点,将其用于车身悬置时能保证车辆动态情况下的阻尼减震特性,同时大大提升疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
Description
技术领域
本发明属于汽车领域,具体而言,涉及汽车车身悬置用高阻尼减震材料及其制备方法和应用。
背景技术
车身悬置是指在车身与车架之间***较为柔软的弹性元件,从而使二者之间的力的传递得到衰减和隔离。车身悬置起到支撑车身,限制车身偏移,隔离震动等作用;车身悬置要有良好的隔震性能,并且垂直方向要求刚度较低,并且可持久保持。基于车身悬置的功能,要求制作车身悬置的橡胶材料要具有高阻尼衰减特性、良好的耐久性、同时由于长期暴露于车架位置,需要材料具有较高的耐候性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出汽车车身悬置用高阻尼减震材料及其制备方法和应用,以解决现有车身悬置橡胶材料不能很好的平衡高阻尼衰减特性、耐久特性和减震性能衰减的问题,保证车辆在动态情况下的阻尼减震效果。
本发明主要是基于以下问题提出的:
现有车身悬置材料为了平衡产品高阻尼减震特性,配方设计大多采用天然橡胶或并用丁苯橡胶,采用大量填充补强剂、填充剂和软化剂等方式来实现高阻尼减震特性,缓冲减震车身震动,同步配合半有效硫化体系和耐热性、耐候性防老剂来保证橡胶车身悬置可长期工作的疲劳耐久特性和减震特性;但使用以上设计方案大大降低了橡胶材料动态疲劳特性,导致整车在山路、坏路行驶过程中出现悬置断裂失效问题;同时,高填充补强填充剂和软化剂还会导致产品工作一段时间后,动静刚度衰减变形严重,造成减震功能衰退,整车舒适性降低。
为此,根据本发明的第一个方面,本发明提出了一种汽车车身悬置用高阻尼减震材料。根据本发明的实施例,该高阻尼减震材料包括生胶体系和叠氮甲酸酯,所述生胶体系包括天然橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶和高活性聚异丁烯橡胶,所述高活性聚异丁烯橡胶的α-末端双键含量不低于60%。
根据本发明上述实施例的汽车车身悬置用高阻尼减震材料,发明人发现,采用异丁烯-异戊二烯橡胶和天然橡胶共混改性可以大幅提升硫化橡胶的阻尼减震特性,但由于二者饱和度不同,无法很好的实现分散均匀和共交联问题,通过进一步采用高活性聚异丁烯橡胶作为增容改性剂,可以改善二者共混不易分散问题,同时,加入叠氮甲酸脂(TBAF)作为共交联剂,使叠氮甲酸脂受热分解生成缺电子基团,这类基团能够***到饱和的碳氢键中生成氨基甲酸脂取代基,从而形成交联,将饱和的异丁烯-异戊二烯橡胶、高活性聚异丁烯橡胶和天然橡胶三者之间形成交联网络,使共混胶料实现共交联,从而实现橡胶材料阻尼减震特性的大幅度提高,同时(硫化)橡胶抵抗动态变形性明显提升,耐候性也得到提高。由此,相对于现有技术,该高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点,解决了现有车身悬置橡胶材料不能很好的平衡高阻尼衰减特性、耐久特性和减震性能衰减的问题以及共混胶料由于饱和度无法共交联而强度降低的问题,将其用于车身悬置时能保证车辆动态情况下的阻尼减震特性,同时大大提升疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
另外,根据本发明上述实施例的汽车车身悬置用高阻尼减震材料还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,所述高阻尼减震材料包括:50~70重量份的所述天然橡胶、20~40重量份的所述异丁烯-异戊二烯橡胶和8~15重量份的所述高活性聚异丁烯橡胶和0.4~0.7重量份的所述叠氮甲酸酯。
在本发明的一些实施例中,所述高阻尼减震材料包括100重量份的所述生胶体系和0.4~0.7重量份的所述叠氮甲酸酯。
在本发明的一些实施例中,所述天然橡胶为塑炼烟片胶。
在本发明的一些实施例中,所述塑炼烟片胶的门尼粘度为50~60。
在本发明的一些实施例中,所述高阻尼减震材料进一步包括以下组分中的至少之一:3~5重量份的氧化锌、1~2重量份的硬脂酸、20~30重量份的补强剂、5~15重量份的软化增塑剂、3.8~9重量份的防老剂、3.95~5.2重量份的硫化剂、0.2~0.3重量份的防焦剂。
在本发明的一些实施例中,所述补强剂为N550炭黑。
在本发明的一些实施例中,所述软化增塑剂为芳烃油。
在本发明的一些实施例中,所述防老剂包括0.8~3.0重量份的防老剂MB、1~2重量份的防老剂TMQ、1~2重量份的防老剂4010NA和1~2重量份的防老剂4020。
在本发明的一些实施例中,所述硫化剂包括0.75~0.85重量份的硫磺、1.25~1.5重量份的二硫化二甲基二苯基秋兰姆、1.45~1.65重量份的N-氧联二亚乙基硫代氨基甲酰-N′-氧联二亚乙基次磺酰胺和0.5~1.2重量份的2-硫醇基苯并噻唑锌盐。
根据本发明的第二个方面,本发明提出了一种制备上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:
将所述天然橡胶、所述高活性聚异丁烯橡胶、所述叠氮甲酸酯和第一部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第一混炼、压片,以便得到第一母胶片;
将所述异丁烯-异戊二烯橡胶和第二部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第二混炼、压片,以便得到第二母胶片;
将所述第一母胶片和所述第二母胶片预混并进行第三混炼、与硫化剂和防焦剂混合开炼、压片,以便得到所述高阻尼减震材料。
本发明上述实施例的制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法至少具有以下优点:1)使用异丁烯-异戊二烯橡胶与天然橡胶进行共混改性来大幅度提升硫化橡胶阻尼减震特性;2)使用高活性聚异丁烯橡胶作为增塑增容剂来改善天然橡胶和异丁烯-异戊二烯橡胶共混不易分散问题;3)使用叠氮甲酸脂(TBAF)作为共交联剂实现3种橡胶的的共交联,从而大幅度提高橡胶材料阻尼减震特性,同时(硫化)橡胶抵抗动态变形性明显提升,耐候性也得到提高;4)将天然橡胶和高活性聚异丁烯橡胶混炼形成胶片后再与异丁烯-异戊二烯橡胶胶片混炼,可以更好的改善三者的分散均匀性和共交联的问题;5)将氧化性、硬脂酸等分别分成两部分加入第一母胶片和第二母胶片中,更有利于各添加剂在高阻尼减震材料中的分散均匀性;6)采用该方法制得的高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点,规避了由于不同饱和度橡胶共混出现的分散和共交联问题,解决了硫化橡胶材料不能很好的平衡高阻尼衰减特性、耐久特性和减震性能衰减的瓶颈问题,将其用于车身悬置可保证长期动态震动下的疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
在本发明的一些实施例中,所述氧化性、所述硬脂酸、所述补强剂、所述软化增塑剂和所述防老剂在所述第一部分和所述第二部分中的质量比分别独立地为(6~8):(2~4)。
在本发明的一些实施例中,所述第一混炼的温度为150~160℃。
在本发明的一些实施例中,所述第二混炼的温度为150~160℃。
在本发明的一些实施例中,所述第三混炼的温度为140~150℃。
根据本发明的第三方面,本发明提出了一种车身悬置。根据本发明的实施例,该车身悬置具有上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料或采用上述制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法得到的高阻尼减震材料。相对于现有技术,该车身悬置的隔震性能更好,且可持久保持,可保证长期动态震动下的疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
根据本发明的第四个方面,本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例,该车辆具有上述车身悬置。相对于现有技术,该车辆的减震性能更好,即便在山路、坏路行驶过程中也能保持较好减震效果和舒适度,客户体验感更好。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
根据本发明的第一个方面,本发明提出了一种汽车车身悬置用高阻尼减震材料。根据本发明的实施例,该高阻尼减震材料包括生胶体系和叠氮甲酸酯,生胶体系包括天然橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶和高活性聚异丁烯橡胶,高活性聚异丁烯橡胶的α-末端双键含量不低于60%。发明人发现,采用异丁烯-异戊二烯橡胶和天然橡胶共混改性可以大幅提升硫化橡胶的阻尼减震特性,但由于二者饱和度不同,无法很好的实现分散均匀和共交联问题,通过进一步采用高活性聚异丁烯橡胶作为增容改性剂,可以改善二者共混不易分散问题,同时,加入叠氮甲酸脂(TBAF)作为共交联剂,使叠氮甲酸脂受热分解生成缺电子基团,这类基团能够***到饱和的碳氢键中生成氨基甲酸脂取代基,从而形成交联,将饱和的异丁烯-异戊二烯橡胶、高活性聚异丁烯橡胶和天然橡胶三者之间形成交联网络,使共混胶料实现共交联,从而实现橡胶材料阻尼减震特性的大幅度提高,同时(硫化)橡胶抵抗动态变形性明显提升,耐候性也得到提高。
下面对本发明上述实施例的汽车车身悬置用高阻尼减震材料进行详细描述。
根据本发明的一个具体实施例,高阻尼减震材料可以包括:50~70重量份的天然橡胶、20~40重量份的异丁烯-异戊二烯橡胶和8~15重量份的高活性聚异丁烯橡胶和0.4~0.7重量份的叠氮甲酸酯。例如,按重量份计,可以包括按重量份计,可以包括60份天然橡胶、30份异丁烯-异戊二烯橡胶和10份高活性聚异丁烯橡胶和0.5份叠氮甲酸酯;再或者,天然橡胶的重量份数可以为60~70、50、54、58、62、66或70等,异丁烯-异戊二烯橡胶的重量份数可以为24、28、32、36或40等,高活性聚异丁烯橡胶的重量份数可以为9、11、13或15等,叠氮甲酸酯的重量份数可以为0.4、0.5、0.6或0.7等。本发明的生胶体系中,天然橡胶(如塑炼烟片胶)主要用于提供强度特性,其强度高,但阻尼很低;异丁烯-异戊二烯橡胶主要用于提供高阻尼特性,其阻尼很高,但力学特性稍差;高活性聚异丁烯橡胶是增容中间橡胶,发明人发现,若天然橡胶用量过多,虽然能使耐久性大大增强,但材料整体的阻尼特性较低,且减震效果较差,而若天然橡胶用量过少,又难以保证材料整体的力学强度,疲劳耐久性损失严重;异丁烯-异戊二烯橡胶用量过高虽然能显著提高阻尼特性,但难以保证材料整体的力学强度,同时阻尼过高也不利于减震,而若异丁烯-异戊二烯橡胶用量过少又难以保证材料整体的阻尼特性;若高活性聚异丁烯橡胶用量过少无法起到很好的增容效果,而若其用量过多又会导致整体橡胶材料力学性能降低,疲劳耐久变差;进一步地,叠氮甲酸脂共交联剂用于提高上述三种橡胶材料的共交联,若其添加量过少,结合键少,难以使上述三种橡胶形成共交联网络结构,而若其添加量过多,又会导致硫化曲线无平坦期,硫化速度慢,硫化效率低,进而导致整体橡胶材料产品在使用过程中尺寸不稳定,刚度变化大。本发明中通过控制生胶体系和叠氮甲酸酯为上述组分配比,更有利于使高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减(疲劳耐久后的刚度衰减和尺寸衰减小)特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点。优选地,基于100重量份的生胶体系,可以包括0.4~0.7重量份的叠氮甲酸酯,由此可以进一步提高天然橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶和高活性聚异丁烯橡胶三者之间的共交联效果,从而能够进一步保证材料整体的力学强度、减震及疲劳耐久性和尺寸稳定性等综合性能。
根据本发明的再一个具体实施例,本发明中天然橡胶的种类并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,例如可以优选为塑炼烟片胶,塑炼烟片胶不仅力学性能好,而且耐老化,易加工,更有利于满足车身悬置材料的需求。进一步地,塑炼烟片胶的门尼粘度可以为50~60,发明人发现,车身悬置的(邵氏)硬度通常要求在50~55度左右,若塑炼烟片胶的粘度过高,其在制备过程中的可操作性较差,如型腔注射困难,基于上述硬度要求,通过选择门尼粘度为50~60的生胶不仅可以获得较好的可操作性,还更有利于使最终获得的橡胶材料达到上述硬度范围,以及预期的强度、压变特性、疲劳耐久性、减震特性等综合要求。
根据本发明的又一个具体实施例,高阻尼减震材料可以进一步包括以下组分中的至少之一:3~5重量份的氧化锌,如3份、4份或5份等、1~2重量份的硬脂酸,如1.5份等、20~30重量份的补强剂,如25份、5~15重量份的软化增塑剂,如10份等、3.8~9重量份的防老剂、3.95~5.2重量份的硫化剂、0.2~0.3重量份的防焦剂。发明人经大量实验验证发现,在保证橡胶整体材料综合性能的基础上,相对于其它添加量范围,通过添加上述含量的补强剂更有利于改善橡胶整体材料的减震耐久性和低压变特性(本发明中所述低压变特性指橡胶材料在(整车)使用过程中尺寸稳定性好,例如疲劳耐久尺寸变化小,其中尺寸稳定性好,相应疲劳耐久后刚度变化也小),其中,该补强剂可以优选为高结构度N550系列炭黑,采用N550系列炭黑可以进一步提高补强剂与生胶体系的分散性及橡胶整体材料的减震耐久性和低压变特性等综合性能;通过添加上述含量的软化增塑剂可以在保证混炼胶加工工艺特性同时提升混炼胶的耐久特性,其中软化增塑剂可以优选为高粘度环保芳烃油环;通过添加上述含量的防老剂可以进一步提高最终制得的橡胶整体材料的耐候性和减震耐久性,优选地,防老剂可以包括0.8~3.0重量份的防老剂MB、1~2重量份的防老剂TMQ、1~2重量份的防老剂4010NA和1~2重量份的防老剂4020,由此可以更进一步地提高橡胶整体材料的减震耐久性和使用寿命等综合性能;通过添加上述含量的硫化剂可以更好地促进共交联网络中的单双硫键分布,使混合胶料达到更好的共交联效果,优选地,硫化剂可以包括0.75~0.85重量份的硫磺、1.25~1.5重量份的二硫化二甲基二苯基秋兰姆、1.45~1.65重量份的N-氧联二亚乙基硫代氨基甲酰-N′-氧联二亚乙基次磺酰胺和0.5~1.2重量份的2-硫醇基苯并噻唑锌盐,发明人发现,采用该组合方式的硫化体系硫化交联网络,单双硫键分布更均匀,交联键更稳定,橡胶整体材料的综合性能更好;通过添加上述含量的防焦剂可以进一步提高混合胶料的加工工艺性能。
根据本发明的又一个具体实施例,按重量份计,本申请的高阻尼减震材料可以包括:塑炼后门尼粘度为55±5的烟片胶50~70份,异丁烯-异戊二烯橡胶40~20份,α-末端双键含量超过60%的高活性聚异丁烯橡胶10份,叠氮甲酸脂(TBAF)共交联剂0.4~0.7份;氧化锌3~5份,硬脂酸1~2份,防护体系选用新型防老剂MB 1.5~3.0份,TMQ 1.5~2.0份,4010NA防老剂1~2份,4020防老剂1~2份;补强体系20~30份高结构度N550系列炭黑;硫化体系:硫磺0.75~0.85份,二硫化二甲基二苯基秋兰姆1.25~1.5份,N-氧联二亚乙基硫代氨基甲酰-N′-氧联二亚乙基次磺酰胺1.45~1.65份,2-硫醇基苯并噻唑锌盐1~1.2份,防焦剂0.2~0.3份。由此更有利于提高高阻尼减震材料的综合性能,使最终制得的高阻尼减震材料兼具较好的疲劳耐久性和高阻尼减震特性,且疲劳耐久后材料刚度衰减小,尺寸稳定性好,例如可以使最终制得的橡胶材料的断裂强度普遍在18MPa以上,损耗因子达到0.15以上,195万次疲劳次数后的刚度衰减可降低至5%,180万次疲劳耐久后尺寸衰减普遍不大于1.9mm,如可降低至1.2mm,噪音评价也均较好。
综上所述,相对于现有技术,本发明上述实施例的汽车车身悬置用高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点,解决了现有车身悬置橡胶材料不能很好的平衡高阻尼衰减特性、耐久特性和减震性能衰减的问题以及共混胶料由于饱和度不同无法共交联而强度降低的问题,将其用于车身悬置时能保证车辆动态情况下的阻尼减震特性,同时大大提升疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
根据本发明的第二个方面,本发明提出了一种制备上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法。根据本发明的实施例,该方法预先将天然橡胶、高活性聚异丁烯橡胶和叠氮甲酸酯混炼形成第一母胶片,将异丁烯-异戊二烯橡胶形成第二母胶片,再将两种母胶片混炼获得高阻尼减震材料;另外,氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂也可以各自独立地分为两部分分别加入两种母胶片中,而硫化剂和防焦剂在两种胶片混炼后加入进行开炼。发明人发现,不同生胶的可塑度是不同的,将天然橡胶和高活性聚异丁烯橡胶混炼形成胶片后再与异丁烯-异戊二烯橡胶胶片混炼,可以更好的改善三者的分散均匀性和共交联的问题;此外,不同添加剂在不同生胶中的相容性和可溶度也是不同的,通过预先将氧化性、硬脂酸等各自分成两部分分别加入两种母胶片中,更有利于各添加剂在高阻尼减震材料中的分散均匀性和高阻尼减震材料综合性能的整体提升。下面参考图1对制备上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法进行详细描述。
根据本发明的实施例,将天然橡胶、高活性聚异丁烯橡胶、叠氮甲酸酯和第一部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第一混炼、压片,得到第一母胶片。例如,可以预先将天然橡胶、高活性聚异丁烯橡胶、叠氮甲酸酯置于密炼机中预混15~25s,之后加入第一部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂再次预混1.5~2.5min,之后升温至第一混炼温度进行混炼,混炼完成后排料并于开炼机中进行压片备用,其中第一混炼的温度可以为150~160℃。
根据本发明的实施例,将异丁烯-异戊二烯橡胶和第二部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第二混炼、压片,得到第二母胶片。例如,可以预先将异丁烯-异戊二烯橡胶置于密炼机中预混15~25s,之后加入剩余部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂再次预混1.5~2.5min,之后升温至第二混炼温度进行混炼,混炼完成后排料并于开炼机中进行压片备用,其中第二混炼的温度可以为150~160℃。
根据本发明的实施例,将第一母胶片和第二母胶片预混并进行第三混炼、与硫化剂和防焦剂混合开炼、压片,得到高阻尼减震材料。例如,可以将第一母胶片和第二母胶片置于密炼机中预混2.5~3.5min,之后升温至第三混炼温度进行混炼,混炼完成后排料并于开炼机中与硫化剂和防焦剂进行开炼,之后压片备用,其中第三混炼的温度可以为140~150℃。
根据本发明的实施例,氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂在第一部分和第二部分中的质量比可以分别独立地为(6~8):(2~4),例如可以为6.5/3.5、7/3或7.5/2.5等,优选地,可以根据天然橡胶和高活性聚异丁烯橡胶总质量与异丁烯-异戊二烯橡胶质量的比值选择氧化性、硬脂酸等添加剂在第一母胶片和第二母胶片中的添加比例,由此可以更有利于上述各添加剂在最终制得的高阻尼减震材料中的分散均匀性及材料综合性能的整体提升。
需要说明的是,针对上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料所描述的特征及效果同样适用于该制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法,此处不再一一赘述。
综上所述,本发明上述实施例的制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法至少具有以下优点:1)使用异丁烯-异戊二烯橡胶与天然橡胶进行共混改性来大幅度提升硫化橡胶阻尼减震特性;2)使用高活性聚异丁烯橡胶作为增塑增容剂来改善天然橡胶和异丁烯-异戊二烯橡胶共混不易分散问题;3)使用叠氮甲酸脂(TBAF)作为共交联剂,使叠氮甲酸脂受热分解生成缺电子基团,这类基团能够***到饱和的碳氢键中生成氨基甲酸脂取代基,从而形成交联,将饱和的异丁烯-异戊二烯橡胶、高活性聚异丁烯橡胶和天然橡胶三者之间形成交联网络,实现共混胶料的共交联,从而大幅度提高橡胶材料阻尼减震特性,同时(硫化)橡胶抵抗动态变形性明显提升,耐候性也得到提高;4)将天然橡胶和高活性聚异丁烯橡胶混炼形成胶片后再与异丁烯-异戊二烯橡胶胶片混炼,可以更好的改善三者的分散均匀性和共交联的问题;5)不同添加剂在不同生胶中的相容性和可溶度也是不同的,通过预先将氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂分别分成两部分加入第一母胶片和第二母胶片中,更有利于各添加剂在高阻尼减震材料中的分散均匀性;6)采用该方法制得的高阻尼减震材料兼具高阻尼特性、减震耐久和低衰减特性,以及较好的疲劳耐久性和尺寸稳定性等优点,规避了由于不同饱和度橡胶共混出现的分散和共交联问题,解决了硫化橡胶材料不能很好的平衡高阻尼衰减特性、耐久特性和减震性能衰减的瓶颈问题,将其用于车身悬置可保证长期动态震动下的疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。
根据本发明的第三方面,本发明提出了一种车身悬置。根据本发明的实施例,该车身悬置具有上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料或采用上述制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法得到的高阻尼减震材料。相对于现有技术,该车身悬置的隔震性能更好,且可持久保持,可保证长期动态震动下的疲劳耐久特性,延缓由于产品变形导致的性能衰减,在保证产品使用寿命的同时,提升整车舒适性。需要说明的是,针对上述汽车车身悬置用高阻尼减震材料和制备汽车车身悬置用高阻尼减震材料的方法所描述的特征及效果同样适用于该车身悬置,此处不再一一赘述。
根据本发明的第四个方面,本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例,该车辆具有上述车身悬置。相对于现有技术,该车辆的减震性能更好,即便在山路、坏路行驶过程中也能保持较好减震效果和舒适度,客户体验感更好。需要说明的是,该车辆的种类并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。另外,还需要说明的是,针对上述车身悬置所描述的特征及效果同样适用于该车辆,此处不再一一赘述。
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
一般方法
1、制备工艺
(1)第一段密炼机
混炼采用剪切式密炼机(3L),密炼初始温度70℃,转子转速33RPM,填充系数0.70,混炼过程见表1。
(2)第二段开炼机
开炼机温度控制在60℃以下,时间控制在14min。开炼的顺序:胶料---加入硫化剂(辊距控制在0.4mm)---待小料混合均匀之后左三刀、右三刀---打三角包5次(辊距为0.2mm)---下片(辊距为2.0mm)。
表1密炼炼胶流程
2、原料配比及效果评价
在相同条件下对实施例1~7和对比例1~10获得的橡胶材料进行评价。其中,实施例1~7的原料组成及配比(质量比)和效果评价见表2,对比例1~10的原料组成及配比(质量比)和效果评价见表3。
表2实施例1~7的原料组成及配比和效果评价
表3对比例1~10的原料组成及配比和效果评价
结果与结论:通过比较上述实施例和对比例9~10可知,相比于传统橡胶和高阻尼配方,采用本申请的生胶体系并与叠氮甲酸脂复配制得的橡胶材料高阻尼衰减特性(如损耗因子)得到明显提升,疲劳耐久特性、刚度衰减特性、尺寸变化特性明显优于传统配方,车辆异响评价也明显优于传统天然橡胶配方。另外,通过比较对比例3和对比例6可知,使用高活性聚异丁烯橡胶作为增溶剂可以明显提升共混胶料分散性提升疲劳耐久特性、衰减特性、尺寸稳定性;通过对比实施例4和对比例3可知,在本申请生胶体系的基础上进一步采用叠氮甲酸酯作为共交联剂,可以更好的实现三种橡胶的共交联,在提升疲劳耐久特性、刚度衰减特性、尺寸稳定性的同时保证高阻尼减震特性,异响评价更优。通过综合对比实施例1~7和对比例1~8可知,本申请生胶体系中三种橡胶的配比及叠氮甲酸脂的用量也会影响最终制得的橡胶材料的综合性能,通过采用本申请上述实施例的配方组成可以使最终制得的橡胶材料兼具较好的疲劳耐久性和高阻尼减震特性,且疲劳耐久后材料刚度衰减小,尺寸稳定性好,具体地,最终制得的橡胶材料的断裂强度普遍在18MPa以上,损耗因子可达到0.15以上,195万次疲劳次数后的刚度衰减可降低至5%,180万次疲劳耐久后尺寸衰减普遍不大于1.9mm,例如可降低至1.2mm,噪音评价也均较好。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种汽车车身悬置用高阻尼减震材料,其特征在于,包括生胶体系和叠氮甲酸酯,所述生胶体系包括天然橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶和高活性聚异丁烯橡胶,所述高活性聚异丁烯橡胶的α-末端双键含量不低于60%。
2.根据权利要求1所述的高阻尼减震材料,其特征在于,包括:50~70重量份的所述天然橡胶、20~40重量份的所述异丁烯-异戊二烯橡胶和8~15重量份的所述高活性聚异丁烯橡胶和0.4~0.7重量份的所述叠氮甲酸酯。
3.根据权利要求1或2所述的高阻尼减震材料,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:
包括100重量份的所述生胶体系和0.4~0.7重量份的所述叠氮甲酸酯;
所述天然橡胶为塑炼烟片胶。
4.根据权利要求3所述的高阻尼减震材料,其特征在于,所述塑炼烟片胶的门尼粘度为50~60。
5.根据权利要求1或4所述的高阻尼减震材料,其特征在于,进一步包括以下组分中的至少之一:
3~5重量份的氧化锌、1~2重量份的硬脂酸、20~30重量份的补强剂、5~15重量份的软化增塑剂、3.8~9重量份的防老剂、3.95~5.2重量份的硫化剂、0.2~0.3重量份的防焦剂。
6.根据权利要求5所述的高阻尼减震材料,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:
所述补强剂为N550炭黑;
所述软化增塑剂为芳烃油;
所述防老剂包括0.8~3.0重量份的防老剂MB、1~2重量份的防老剂TMQ、1~2重量份的防老剂4010NA和1~2重量份的防老剂4020;
所述硫化剂包括0.75~0.85重量份的硫磺、1.25~1.5重量份的二硫化二甲基二苯基秋兰姆、1.45~1.65重量份的N-氧联二亚乙基硫代氨基甲酰-N′-氧联二亚乙基次磺酰胺和0.5~1.2重量份的2-硫醇基苯并噻唑锌盐。
7.一种制备权利要求1~6中任一项所述的高阻尼减震材料的方法,其特征在于,包括:
将所述天然橡胶、所述高活性聚异丁烯橡胶、所述叠氮甲酸酯和第一部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第一混炼、压片,以便得到第一母胶片;
将所述异丁烯-异戊二烯橡胶和第二部分的氧化性、硬脂酸、补强剂、软化增塑剂、防老剂预混并进行第二混炼、压片,以便得到第二母胶片;
将所述第一母胶片和所述第二母胶片预混并进行第三混炼、与硫化剂和防焦剂混合开炼、压片,以便得到所述高阻尼减震材料。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:
所述氧化性、所述硬脂酸、所述补强剂、所述软化增塑剂和所述防老剂在所述第一部分和所述第二部分中的质量比分别独立地为(6~8):(2~4);
所述第一混炼的温度为150~160℃;
所述第二混炼的温度为150~160℃;
所述第三混炼的温度为140~150℃。
9.一种车身悬置,其特征在于,具有权利要求1~6中任一项所述的高阻尼减震材料或采用权利要求7~8中任一项所述的制备方法得到的高阻尼减震材料。
10.一种车辆,其特征在于,具有权利要求9所述的车身悬置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210810 |