[发明专利]一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺，其组成成分包括主体胶、填料和配合剂，主体胶包括天然橡胶，丁苯橡胶和顺丁橡胶，所述填料包括N330炭黑,N550炭黑，N774炭黑，白炭黑10‑20份，所述配合剂包括4010NA 3份，橡胶防老剂（RD）1份，流动剂5份，胶粘剂低分子量聚丁二烯（PB）5份，芳烃油5份，N330炭黑30‑40份,N550炭黑15‑20份，N774炭黑15‑20份，固化剂硫磺（S）2份，N‑环己基‑2苯并噻唑次磺酰胺（CZ）2份，还包括混合型硫化促进剂3份。

技术领域

本发明涉及减震橡胶技术领域，更具体的说，涉及一种高流动性、高气密性的耐疲劳减震橡胶及其制备工艺。

背景技术

减震橡胶除减震性能要求外，最主要的性能是耐疲劳性能。耐疲劳性能的好坏决定了减震橡胶使用寿命的长短。随着汽车质保要求越来越高，车用橡胶减震件寿命要求也越来越高，相应减震件所用橡胶耐疲劳性能也要求越来越高。另外，橡胶减震件生产大多采用橡胶注射成型机，橡胶注射成型机要求所用橡胶混炼胶具有良好的流动性，混炼胶良好的流动性可以确保橡胶减震件制品生产有高合格率及高的生产效率。

现有技术中，减震橡胶一般采用主体胶和填料混炼而成，主体胶常用的成分有天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶（BR），天然橡胶本身就具备了较高的耐磨性能，丁苯橡胶具有较好的流动性能，顺丁橡胶的耐疲劳性能比较好，但将天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶三者进行混合形成合成胶时，该合成胶的性能很难兼具耐磨、耐疲劳和高流动性，其主要原因在于相容性问题，在丁苯橡胶和顺丁橡胶中经常使用白炭黑作为填料对橡胶的强度进行补强，但是天然橡胶与白炭黑的混炼存在着较大的问题。具体来说，橡胶混炼的传统做法是将干橡胶和白炭黑在混炼机中利用强大的机械作用和加热作用使得白炭黑逐渐揉入橡胶烃中，白炭黑在橡胶烃随着炼胶的时间而逐渐分散，但白炭黑与天然橡胶两者的表面极性较大，此外天然橡胶较高的门尼粘度和白炭黑巨大的表面积都使得两者很难均匀混炼。

目前，解决该问题的途径包括两个方向，其中一个方向是增强白炭黑自身的性能，例如在《填充剂种类对天然橡胶填充胶耐磨性的影响》（朱永康;Edward R.Terrill;BarryPalmer;Jonathan Martens；填充剂种类对天然橡胶填充胶耐磨性的影响[J]；现代橡胶技术;2018年02期）中就介绍了一种由美国PPG公司开发出的商品名为Agilon的高性能白炭黑填充剂,其为与天然橡胶胶料相关的混炼问题(硅烷化阶段所需的高混炼温度)提供了一条途径。简单来说，它是通过对白炭黑进行改性，提升白炭黑的分散性能，使得白炭黑能够更均匀地与天然橡胶混炼，但是，过度提升白炭黑分散性能的一个副作用就是会降低整个胶料的动态性能（耐疲劳、流动性）。

另一大方向是对混炼的工艺进行改进，即采用湿法混炼，在混炼过程中加入蒸馏水，待分散均匀后再絮凝干燥生成混炼胶。但传统沉淀法制成的白炭黑纳米填料的表面含有硅醇基和羟基，这些基团会使填料具有吸水性和极性，其在后续橡胶的硫化过程中会造成橡胶胶料的硫化过程延长，硫化速率减慢，造成欠硫现象（影响硫化工艺过程的主要因素：1、硫磺用量。其用量越大，硫化速度越快，可以达到的硫化程度也越高。硫磺在橡胶中的溶解度是有限的，过量的硫磺会由胶料表面析出，根据橡胶制品的使用要求,硫磺在软质橡胶中的用量一般不超过3%，在半硬质胶中用量一般为20%左右，在硬质胶中的用量可高达40%以上。2、硫化温度。若温度高10℃，硫化时间约缩短一半。由于橡胶是不良导热体，制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。3、硫化时间。这是硫化工艺的重要环节。时间过短，硫化程度不足即欠硫。时间过长，硫化程度过高即为过硫。只有适宜的硫化程度（俗称正硫化），才能保证橡胶制品的最佳的综合性能）。