橡胶轴套用胶料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶轴套用胶料制备技术领域，特别涉及一种橡胶轴套用胶料。同时，本发明还涉及一种该橡胶轴套用胶料的制备方法。
背景技术
悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，是汽车的重要总成之一。悬架系统结构形式和性能参数的选择合理与否，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大影响。
橡胶轴套是悬架系统中不可缺少的弹性元件，其可在几乎不改变低频段的隔震性能前提下，大大改善高频段的隔震效果，对整车舒适性、操纵稳定性有着至关重要的作用。纵臂轴套为悬架系统中较为关键的橡胶衬套，产品要求具有高刚度、低动倍率的特性，同时具有较高的耐疲劳特性，以在保证整车舒适性同时，满足车辆可靠性要求。
现有的制备橡胶轴套的材料，大多使用高补强炭黑或是中等补强炭黑并用白炭黑等方式，来满足橡胶材料高刚度和高疲劳特性要求，但是以上方法会使橡胶材料动倍率过高、产品衰减性能过大、高频振动隔震性差，从而导致车辆震动，舒适性降低。除此以外，也有部分橡胶材料采用低补强炭黑大量填充，配合高硫硫化体系，使产品具有低衰减特性，但此种方法会导致橡胶材料补强性差，定伸应力大，伸长率低，长期疲劳特性相对较差，从而使产品寿命降低，增加售后维修成本。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种橡胶轴套用胶料，以使其具有高耐久低动倍率的特性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种橡胶轴套用胶料，由如下重量份数的组分制成：
烟片胶：100份；
氧化锌：3-5份；
硬脂酸：1-2份；
γ-疏丙基三甲氧基硅烷：1-2份；
改性炭黑/白炭黑双相填料：35-55份；
反向炭黑：25-45份；
软化增塑剂：5-15份；
防老剂：4-8份；
硫化剂：2.9-5.6份。
进一步的，所述烟片胶采用门尼粘度为50-60的烟片胶。
进一步的，所述软化增塑剂采用芳烃油。
进一步的，所述防老剂包括如下重量份数的组分：防老剂TMQ：1-2份；防老剂MB：1-2份；防老剂4010NA：1-2份；防老剂4020：1-2份。
进一步的，所述防老剂TMQ、所述防老剂MB、所述防老剂4010NA和所述防老剂4020的重量份数为1:1:1:1。
进一步的，所述硫化剂包括如下重量份数的组分：硫磺：1.5-2.5份；N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺：1-2.5份；二硫化二苯并噻唑：0.4-0.6份。
进一步的，所述N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和所述二硫化二苯并噻唑的重量份数为3:1。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的橡胶轴套用胶料，通过使用特种“改性炭黑/白炭黑双相填料”并用“反向炭黑”作为补强体系，使用γ-疏丙基三甲氧基硅烷与橡胶大分子间建立偶联化交联网状结构，可有效改善以往常规材料动倍率与耐久性相互矛盾的瓶颈问题，并制备出具有高耐久低动倍率特性的橡胶轴套用胶料；此外，通过选用合理的组分，且各组分之间选择合适的配比，使得各组分之间相互辅助和配合，还可使制备的橡胶轴套用胶料具有高耐磨、低定伸应力、低衰减的特性，适用于制备悬架系统的橡胶轴套。
本发明的另一目的在于提出一种橡胶轴套用胶料的制备方法，包括如下制备步骤：
S1：采用密炼机密炼，参数如下：
初始温度：60-80℃；转子转速：30-35RPM；填充系数：0.6-0.8。
S2：采用开炼机开炼，参数如下：
温度：60℃以下；时间：13-15min。
进一步的，步骤S1中加料顺序如下：先加入烟片胶、氧化锌、硬脂酸和防老剂，1-3min后加入γ-疏丙基三甲氧基硅烷、改性炭黑/白炭黑双相填料、反向炭黑和软化增塑剂。
进一步的，步骤S2中先加入步骤S1制得的胶料，再加入硫化剂。
本发明所述的橡胶轴套用胶料的制备方法，通过制定合适的工艺步骤、合适的工艺参数以及合适的加料顺序，可使制备的橡胶轴套用胶料具有高耐久低动倍率的特性。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种橡胶轴套用胶料，主要由如下组分制成，其中包括烟片胶、氧化锌、硬脂酸、γ-疏丙基三甲氧基硅烷、改性炭黑/白炭黑双相填料、反向炭黑、软化增塑剂、防老剂和硫化剂，以使制备的橡胶轴套用胶料具有高耐久低动倍率的特性。
具体来讲，各组分重量配比如下，烟片胶100份，氧化锌3-5份，硬脂酸1-2份，γ-疏丙基三甲氧基硅烷1-2份，改性炭黑/白炭黑双相填料35-55份，反向炭黑25-45份，软化增塑剂采用芳烃油5-15份，防老剂4-8份，硫化剂2.9-5.6份。
基于减震及隔振特性需求，以上组分中烟片胶优选采用塑炼后门尼粘度为50-60的烟片胶。基于减震橡胶高耐久及低动倍率的特性，补强体系优选采用改性炭黑/白炭黑双相填料并用反向炭黑的方案。其中，改性炭黑/白炭黑双相填料优选美国卡博特公司开发的CRX2142，反向碳黑优选采用美国卡博特公司开发的Ecoblack系列碳黑CRX1436。
前述的γ-疏丙基三甲氧基硅烷，可与补强剂和烟片胶形成偶联化结构，提高橡胶轴套用胶料的耐久特性。前述的软化增塑剂采用芳烃油，并且优选高粘度环保芳烃油环，可在保证混炼胶加工工艺特性的同时，提升混炼胶的耐久性。
为了使制备的材料具有优异的高耐久低动倍率的特性，防老剂包括如下重量份数的组分，具体包括防老剂TMQ%201-2份，防老剂MB%201-2份，防老剂4010NA%201-2份，防老剂40201-2份。在此，防老剂TMQ、防老剂MB、防老剂4010NA和防老剂4020的重量份数之比优选为1:1:1:1。
前述的硫化剂包括如下重量份数的组分，具体包括硫磺1.5-2.5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺1-2.5份，二硫化二苯并噻唑0.4-0.6份。在此，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化二苯并噻唑的重量份数优选为3:1。
以下结合下表对本发明的橡胶轴套用胶料的各制备例及其试验情况进行说明：
分析上表数据可以看出，由实施例4-6对比可知，γ-疏丙基三甲氧基硅烷、改性炭黑/白炭黑双相填料和反向炭黑并用后，橡胶的疲劳次数有所增加，实施例6与实施例7对比可以看出，γ-疏丙基三甲氧基硅烷与炭黑N330共用，橡胶的疲劳次数和动倍率未见明显改善，实施例4与实施例8-9对比可以看出，随γ-疏丙基三甲氧基硅烷添加料增加，橡胶的疲劳次数有所增加，动倍率有所降低，说明γ-疏丙基三甲氧基硅烷、改性炭黑/白炭黑双相填料和反向炭黑并用能够使硫化胶具有低动倍率、高衰减性特征。
本发明的橡胶轴套用胶料在实际制备时，主要包括密炼和开炼两个步骤，具体如下：
S1：采用密炼机密炼，初始温度60-80℃，优选70℃；转子转速30-35RPM，优选33RPM；填充系数0.6-0.8，优选0.7。该步骤中，加料顺序如下：先加入烟片胶、氧化锌、硬脂酸和防老剂，20S后落上顶栓，1-3min优选2min后打开上顶栓，加入γ-疏丙基三甲氧基硅烷、改性炭黑/白炭黑双相填料、反向炭黑和软化增塑剂，20S后落上顶栓，于155℃保持1-3min优选2min，后打开上顶栓排料。
S2：采用开炼机开炼，开炼温度60℃以下，时间13-15min优选14min。该步骤中，先加入步骤S1制得的胶料，再加入硫化剂(辊距控制在0.4mm)，待小料混合均匀之后左三刀、右三刀，然后打三角包5次(辊距控制在0.2mm)，最后下片(辊距控制在2.0mm)。
本发明的橡胶轴套用胶料的制备方法，通过制定合适的工艺步骤、合适的工艺参数以及合适的加料顺序，可使制备的橡胶轴套用胶料具有高刚度低动倍率特性的同时，兼顾耐久性，从而有效改善以往常规材料动倍率与耐久性相互矛盾的瓶颈问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
