CN114702763A - 一种空调压缩机橡胶驱动盘材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种空调压缩机橡胶驱动盘材料及其制备工艺，其是由下述重量份的材料制得：溴化丁基橡胶70‑80、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.3‑0.5、十六烷基二甲基氧化胺1‑2、炭黑30‑40、天然橡胶10‑20、酚醛树脂5‑7、三元乙丙橡胶9‑12、羧基丁腈橡胶3‑5、促进剂DM 1‑2、抗老剂22641‑3、硫磺2‑3、硬脂酸0.2‑0.3、氧化锌包覆的二氧化硅材料2‑4、石蜡油1‑2。本申请的方法制备的橡胶驱动盘具备高阻尼、耐热、耐疲劳性能、耐拉伸、耐冲击的优点，从而具有很好的吸震性，使用其能够显著提高空调压缩机的降噪效果，并且延长空调压缩机使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶材料领域，确切地说是一种空调压缩机橡胶驱动盘材料及其制备工艺。
背景技术
汽车发动机震动噪声是一直来亟待解决的问题，这主要由于发动机与车用空调电磁离合器等设备连接处的动力传递不稳定所致。汽车空调电磁离合器是汽车空调正常运转的关键部件，其机械驱动盘减震效果差，噪音大，大多数厂商使用橡胶驱动盘进行软连接，在震动全过程中，将机械能转换为热能，降低了震幅，然而，这种橡胶连接驱动盘的往往需要在高温、高震动条件下使用。因此，开发出高温耐久降噪车用空调压缩机橡胶驱动盘对提高汽车的安全和舒适性能有着重大的现实意义。
随着现代工业、交通运输、航天航空事业等领域科技水平的不断进步，机械设备等高科技产物不断趋于高速化和自动化，其伴随而来震动、噪声等问题，不但会对机械设备造成严重影响，而且对人类生活造成危害，尤其是在汽车领域，发动机作为汽车动力输出的心脏，其震动噪声是一直来亟待解决的问题，这主要由于发动机与车用空调电磁离合器等设备连接处的动力传递不稳定所致。汽车空调电磁离合器是关系汽车空调正常运转，提高汽车安全舒适性的关键部件，电磁离合器的机械驱动盘减震效果差，噪音大，因此，大多数厂商使用橡胶驱动盘进行软连接减震降噪。橡胶驱动盘在震动全过程中，将机械能转换为热能，降低了震幅，然而，这种橡胶驱动盘往往需要在高温、高震动条件下使用。因此，开发出高温耐久降噪车用空调压缩机橡胶驱动盘对提高汽车的安全和舒适性能有着重大的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有缺陷，提供一种防水、阻热、减震降噪的空调压缩机橡胶驱动盘材料。
上述目的通过以下方案实现：
一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，其是由下述重量份的材料制得：溴化丁基橡胶70-80、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.3-0.5、十六烷基二甲基氧化胺1-2、炭黑30-40、天然橡胶10-20、酚醛树脂5-7、三元乙丙橡胶9-12、羧基丁腈橡胶3-5、促进剂DM 1-2、抗老剂2264 1-3、硫磺2-3、硬脂酸0.2-0.3、氧化锌包覆的二氧化硅材料2-4、石蜡油1-2。
所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，所述的氧化锌包覆的二氧化硅材料制备方法为：
将二氧化硅颗粒加入到乙醇水溶液中，搅拌分散均匀后，再加入适量钛酸酯偶联剂201、四乙氧基硅烷、再加入硝酸锌溶液，在60-70℃温度下，搅拌12-14h，离心分离、洗涤、干燥后，在600-750℃温度下烧结3-5h，即得。
所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，乙醇水溶液的浓度为0.5-1.2mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.3-0.4mol/L。
所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，制备氧化锌包覆的二氧化硅材料所需的以下原料的重量配比为：四乙氧基硅烷1-2、钛酸酯偶联剂2011-2、硝酸锌5-7、二氧化硅8-9。
所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，二氧化硅在乙醇水溶液中的浓度为0.8-1.3mol/L。
所述的空调压缩机橡胶驱动盘材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将炭黑在40-50℃预热5-10分钟，按重量份加入溶于无水乙醇的硅烷偶联剂Si-69、山梨糖醇酐脂肪酸酯，然后升温到90-120℃，30-50转/分搅拌2-3h，烘干，并研磨0.5-1h，得到改性炭黑备用；
(2)向混炼装置中按重量份加入溴化丁基橡胶、酚醛树脂，破碎，然后在20-35转/分下搅拌10-20min，再升温到80-85℃，再加入氧化锌包覆的二氧化硅材料、改性炭黑，石蜡油，在50-60转/分下，升温至90-110℃进行混炼，10-20Min后，排胶，冷却，静置，得到初炼胶；
(3)将初炼胶和其余原料按重量份混合均匀，在30-40转/分下，升温至90-110℃进行混炼，硫化1-2h后，即得。
本申请的有益效果为：
1.本申请通过硅烷偶联剂Si69等对炭黑进行表面处理，形成一种有机-无机杂化材料(Si69-CB)，并将其与溴化丁基橡胶(BIIR)基体、酚醛树脂、氧化锌等进行共混复合，制备出一种含有多重交联网络结构的BIIR复合材料如图1所示，显著改善BIIR的热稳定、耐久、减震阻尼等性能。
2.本申请通过结构设计制备一种新型硫化活性补强剂—氧化锌包覆的二氧化硅材料，将其作为硫化活化剂加入BIIR等的共混物中，降低硫化反应的活化能，提高了BIIR的交联密度，并在SiO2表面生成动态离子键结构，构筑多维多层次有机-无机双重交联网络结构，提高BIIR复合材料的耐热、耐久性能，同时Zn2+交联键的动态特性可以在耗散能量赋予材料优异的抗震阻尼性。
3、本申请BIIR复合材料中加入功能补强剂氧化锌包覆的二氧化硅材料粒子，既可以充当硫化活化剂，又可以增强基体，降低了硫化反应的活化能，提高了BIIR的交联密度同时，同时羧基丁腈橡胶的羧酸基团与二氧化硅表面的氧化锌存在静电吸附对的作用生成动态离子键结构，从而构筑多维多层次有机-无机双重交联网络结构，提高BIIR复合材料的耐热、耐久性能，同时Zn2+交联键的动态特性可以在耗散能量赋予材料优异的抗震阻尼性。
附图说明
图1为多重交联网络结构的BIIR复合材料结构示意图。
具体实施方式
实施例1、
一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其是由下述重量(kg)的材料制得：溴化丁基橡胶80、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.5、十六烷基二甲基氧化胺1、炭黑35、天然橡胶10、酚醛树脂7、三元乙丙橡胶9、羧基丁腈橡胶3、促进剂DM 1、抗老剂22641、硫磺2、硬脂酸0.2、氧化锌包覆的二氧化硅材料2、石蜡油1。
所述的氧化锌包覆的二氧化硅材料制备方法为：
将二氧化硅颗粒加入到乙醇水溶液中，搅拌分散均匀后，再加入适量钛酸酯偶联剂201、四乙氧基硅烷、再加入硝酸锌溶液，在70℃温度下，搅拌12h，离心分离、洗涤、干燥后，在750℃温度下烧结3h，即得。
乙醇水溶液的浓度为0.8mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.3mol/L。
制备氧化锌包覆的二氧化硅材料所需的以下原料的重量配比为：四乙氧基硅烷1、钛酸酯偶联剂2011、硝酸锌5、二氧化硅8。
二氧化硅在乙醇水溶液中的浓度为0.8mol/L。
所述的空调压缩机橡胶驱动盘材料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将炭黑在40℃预热5分钟，按重量份加入溶于无水乙醇的硅烷偶联剂Si-69、山梨糖醇酐脂肪酸酯，然后升温到90℃，30转/分搅拌2h，烘干，并研磨1h，得到改性炭黑备用；
(2)向混炼装置中按重量份加入溴化丁基橡胶、酚醛树脂，破碎，然后在35转/分下搅拌10min，再升温到80℃，再加入氧化锌包覆的二氧化硅材料、改性炭黑，石蜡油，在50转/分下，升温至110℃进行混炼，15Min后，排胶，冷却，静置，得到初炼胶；
(3)将初炼胶和其余原料按重量份混合均匀，在35转/分下，升温至110℃进行混炼，硫化2h后，即得。
实施例2、
一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其是由下述重量(kg)的材料制得：溴化丁基橡胶75、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.3、十六烷基二甲基氧化胺1、炭黑30、天然橡胶10、酚醛树脂5、三元乙丙橡胶9、羧基丁腈橡胶5、促进剂DM 1、抗老剂2264 1、硫磺2、硬脂酸0.2、氧化锌包覆的二氧化硅材料2、石蜡油2。
所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，所述的氧化锌包覆的二氧化硅材料制备方法为：
将二氧化硅颗粒加入到乙醇水溶液中，搅拌分散均匀后，再加入适量钛酸酯偶联剂201、四乙氧基硅烷、再加入硝酸锌溶液，在65℃温度下，搅拌12h，离心分离、洗涤、干燥后，在600℃温度下烧结5h，即得。
乙醇水溶液的浓度为1.2mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.4mol/L。
制备氧化锌包覆的二氧化硅材料所需的以下原料的重量配比为：四乙氧基硅烷1、钛酸酯偶联剂2011、硝酸锌5、二氧化硅8。
二氧化硅在乙醇水溶液中的浓度为1.1mol/L。
所述的空调压缩机橡胶驱动盘材料的制备工艺，其包括以下步骤：
(1)将炭黑在45℃预热10分钟，按重量份加入溶于无水乙醇的硅烷偶联剂Si-69、山梨糖醇酐脂肪酸酯，然后升温到100℃，35转/分搅拌2h，烘干，并研磨1h，得到改性炭黑备用；
(2)向混炼装置中按重量份加入溴化丁基橡胶、酚醛树脂，破碎，然后在33转/分下搅拌15min，再升温到80℃，再加入氧化锌包覆的二氧化硅材料、改性炭黑，石蜡油，在50转/分下，升温至95℃进行混炼，15Min后，排胶，冷却，静置，得到初炼胶；
(3)将初炼胶和其余原料按重量份混合均匀，在35转/分下，升温至110℃进行混炼，硫化2h后，即得。
实施例3、
一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其是由下述重量(kg)的材料制得：溴化丁基橡胶70、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.5、十六烷基二甲基氧化胺2、炭黑30、天然橡胶10、酚醛树脂7、三元乙丙橡胶9、羧基丁腈橡胶3、促进剂DM 2、抗老剂2264 1.5、硫磺2、硬脂酸0.2、氧化锌包覆的二氧化硅材料2、石蜡油1。
所述的氧化锌包覆的二氧化硅材料制备方法为：
将二氧化硅颗粒加入到乙醇水溶液中，搅拌分散均匀后，再加入适量钛酸酯偶联剂201、四乙氧基硅烷、再加入硝酸锌溶液，在60℃温度下，搅拌12h，离心分离、洗涤、干燥后，在600℃温度下烧结3h，即得。
乙醇水溶液的浓度为0.5mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.3mol/L。
制备氧化锌包覆的二氧化硅材料所需的以下原料的重量配比为：四乙氧基硅烷2、钛酸酯偶联剂2011、硝酸锌5、二氧化硅8。
二氧化硅在乙醇水溶液中的浓度为1.3mol/L。
所述的空调压缩机橡胶驱动盘材料的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将炭黑在40℃预热10分钟，按重量份加入溶于无水乙醇的硅烷偶联剂Si-69、山梨糖醇酐脂肪酸酯，然后升温到90℃，34转/分搅拌2h，烘干，并研磨1h，得到改性炭黑备用；
(2)向混炼装置中按重量份加入溴化丁基橡胶、酚醛树脂，破碎，然后在35转/分下搅拌10min，再升温到80℃，再加入氧化锌包覆的二氧化硅材料、改性炭黑，石蜡油，在50转/分下，升温至110℃进行混炼，20Min后，排胶，冷却，静置，得到初炼胶；
(3)将初炼胶和其余原料按重量份混合均匀，在40转/分下，升温至110℃进行混炼，硫化2h后，即得。
对上述三个实施例进行性能测试，选用市售普通橡胶驱动盘作为对比试验样品，硬度测试方法参照GB/T 531.1-2008，拉伸强度和扯断伸长率测试方法参照GB/T528-2009,通过动态力学分析仪(DMA)分别对样品的阻尼性能进行动态力学分析，采用疲劳橡胶疲劳试验机对样品进行疲劳寿命测试，结果如表1所示：
从表1中的出的数据可见，通过本申请的方法制备的橡胶驱动盘具备高阻尼、耐热、耐疲劳性能、耐拉伸、耐冲击的优点，从而具有很好的吸震性，使用其能够显著提高空调压缩机的降噪效果，并且延长空调压缩机使用寿命。
Claims (6)
1.一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，其是由下述重量份的材料制得：溴化丁基橡胶70-80、山梨糖醇酐脂肪酸酯0.3-0.5、十六烷基二甲基氧化胺1-2、炭黑30-40、天然橡胶10-20、酚醛树脂5-7、三元乙丙橡胶9-12、羧基丁腈橡胶3-5、促进剂DM 1-2、抗老剂22641-3、硫磺2-3、硬脂酸0.2-0.3、氧化锌包覆的二氧化硅材料2-4、石蜡油1-2。
2.根据权利要求1所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，所述的氧化锌包覆的二氧化硅材料制备方法为：
将二氧化硅颗粒加入到乙醇水溶液中，搅拌分散均匀后，再加入适量钛酸酯偶联剂201、四乙氧基硅烷、再加入硝酸锌溶液，在60-70℃温度下，搅拌12-14h，离心分离、洗涤、干燥后，在600-750℃温度下烧结3-5h，即得。
3.根据权利要求2所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，乙醇水溶液的浓度为0.5-1.2mol/L，硝酸锌溶液的浓度为0.3-0.4mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，制备氧化锌包覆的二氧化硅材料所需的以下原料的重量配比为：四乙氧基硅烷1-2、钛酸酯偶联剂2011-2、硝酸锌5-7、二氧化硅8-9。
5.根据权利要求2所述的一种空调压缩机橡胶驱动盘材料，其特征在于，二氧化硅在乙醇水溶液中的浓度为0.8-1.3mol/L。
6.一种如权利要求1所述的空调压缩机橡胶驱动盘材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将炭黑在40-50℃预热5-10分钟，按重量份加入溶于无水乙醇的硅烷偶联剂Si-69、山梨糖醇酐脂肪酸酯，然后升温到90-120℃，30-50转/分搅拌2-3h，烘干，并研磨0.5-1h，得到改性炭黑备用；
(2)向混炼装置中按重量份加入溴化丁基橡胶、酚醛树脂，破碎，然后在20-35转/分下搅拌10-20min，再升温到80-85℃，再加入氧化锌包覆的二氧化硅材料、改性炭黑，石蜡油，在50-60转/分下，升温至90-110℃进行混炼，10-20Min后，排胶，冷却，静置，得到初炼胶；
(3)将初炼胶和其余原料按重量份混合均匀，在30-40转/分下，升温至90-110℃进行混炼，硫化1-2h后，即得。
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2022
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