一种汽车用耐磨减振垫材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶材料技术领域，特别是一种汽车用耐磨减振垫材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 减振橡胶制品是通过吸收或者通过制品的高阻尼作用消减由运动产生的震动，从 而达到减震的目的。减振橡胶制品中以减振垫最为常见，例如在汽车发动机工作的时候，活 塞在气缸内的往复运动、气缸内燃料的燃烧及其它运动部件随活塞杆的运动均会造成发动 机剧烈振动。如果把发动机直接连接到底盘上，会使底盘也跟着震动，影响汽车的操控性及 舒适性。在汽车发动机和底盘之间安装减振垫，以利用减振垫的弹性变形来吸收发动机产 生的震动，有利于保护发动机和提高车辆乘坐的舒适性。
[0003] 随着现代工业的发展，人们对汽车的要求越来越严格，要求车辆能在各种条件下 都具有优良减振性能。减振垫作为现代汽车等工业中必不可少的零件之一，对减振垫材料 要求随之也越来越高。目前，减振垫因为经常暴露在空气中，受环境气候的影响比较大。同 时随着汽车的运动时，会在所述减振垫的径向表面上产生极大的压力，容易使减振垫产生 变形、老化甚至开裂等现象，从而影响减振效果，造成车辆震动，即使频繁的更换减震垫片， 也增加了成本，更会造成用户的不便。同时橡胶材质的减振垫在使用过程中由于摩擦产生 的热量影响，容也易会产生龟裂，不利于橡胶材质减振垫的使用寿命。
[0004]为此，需要一种能够解决上述问题的橡胶减振垫，而如何研究出一种橡胶减振垫 及其制备方法，使得该减振垫的减震缓冲耐磨性强、压缩应力值适中、耐臭氧老化，以提高 汽车行驶的平衡性、舒适度和耐久寿命，这已成为目前本技术领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提出了一种汽车用耐磨减振垫材料及其制备方法，所述减振垫材料具有耐 磨性强，减振效果良好及耐候性能优异，同时硬度适中、弹性好、使用寿命长。
[0006] 本发明提出的一种汽车用耐磨减振垫材料，其原料按重量份包括:丁腈橡胶40-60 份，接枝改性天然橡胶25-35份，丁苯橡胶20-30份，改性木粉8-16份，钠基膨润土 4-10份，超 细滑石粉5-15份，偶联剂1-3份，纳米白炭黑4-12份，轻钙6-13份，氧化镁3-6份，硬脂酸0.2-〇. 5份，环氧大豆油5-15份，环氧蚕蛹油酸丁酯5-15份，硫磺粉0.1-0.3份，硫化剂DCP 1.5-2 份，三烯丙基异三聚氰酸酯1-3份，促进剂CZ 0.3-0.5份，柠檬酸三丁酯0.5-1份，防老剂RD 0·3-0.6份，防老剂NBC 0· 1-0.3份，操作油5-10份。
[0007] 在【具体实施方式】中，丁腈橡胶的重量份可以为42、44、46、48、50、52、54、58、58;接 枝改性天然橡胶的重量份可以为26、27、28、29、30、31、32、33、34; 丁苯橡胶的重量份可以为 21、22、23、24、25、26、27、29;改性木粉的重量份可以为8.3、9.5、10.1、10.9、11.2、11.8、 12.4、13.5、15.6;钠基膨润土的重量份可以为4.5、5.5、5.8、6.3、6.9、7.5、8.3、9.2、9.6;超 细滑石粉的重量份可以为5.5、6.5、7.5、8.5、9.5、10.5、11.5、12.5、13.5、14;偶联剂的重量 份可以为1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.1、2.3、2.4、2.6、2.8;纳米白炭黑的重量份可以为4.5、 5· 1、6·3、7·2、8·3、9·5、10· 1、10.9、11.2、11.8;轻钙的重量份可以为6.5、7.5、8.5、9.5、 10.5、11.5、12.5;氧化镁的重量份可以为3.3、3.7、4.1、4.4、4.8、5.2、5.5、5.7、5.9;硬脂酸 的重量份可以为 0·22、0·28、0·31、0·36、0·42、0·45。
[0008] 优选地，所述改性木粉的制备方法包括:将20-60目的木粉在190-230°C下加热至 水分< 3wt%，得到干燥木粉；向所述干燥木粉中加入混匀后的丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰 和N，N-二甲基苯胺，在85-90°C下搅拌聚合反应l_1.5h，冷却后得到所述改性木粉。
[0009] 优选地，所述木粉、丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、N，N-二甲基苯胺的重量配比为 100:10-30:0.1-0.3:0.2-0.5〇
[0010] 优选地，所述接枝改性天然橡胶的可聚合单体为甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯 腈、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或多种的组合物。
[0011] 优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和磷酸酯偶联剂 中的一种或多种的组合物;优选为硅烷偶联剂。
[0012] 优选地，所述操作油为石蜡油，石蜡油中的石蜡含量为65-70 %，芳烃含量为3-8%，环烷烃含量为25-30%，100°C下的运动粘度为5-20mm2/s，优选为10-20mm 2/s。
[0013]优选地，所述的汽车用耐磨减振垫材料，其原料按重量份包括:丁腈橡胶45-55份， 接枝改性天然橡胶28-33份，丁苯橡胶22-28份，改性木粉10-14份，钠基膨润土 6-8份，超细 滑石粉8-12份，偶联剂1-2份，纳米白炭黑7-10份，轻钙8-11份，氧化镁4-5份，硬脂酸0.3-〇. 4份，环氧大豆油7-12份，环氧蚕蛹油酸丁酯7-13份，硫磺粉0.2-0.3份，硫化剂DCP 1.6-1.8份，三烯丙基异三聚氰酸酯卜2份，促进剂CZ 0.4-0.5份，梓檬酸三丁酯0.7-0.9份，防老 剂RD 0.4-0.5份，防老剂NBC 0.2-0.3份、操作油7-9份。
[0014] 本发明还提出了一种上述汽车用耐磨减振垫材料的制备方法，包括如下步骤：
[0015] S1、将丁腈橡胶投入开炼机中塑炼均匀后，再依次加入接枝改性天然橡胶、丁苯橡 胶、改性木粉、钠基膨润土、超细滑石粉、偶联剂、轻钙、氧化镁、硬脂酸、环氧大豆油、环氧蚕 蛹油酸丁酯、柠檬酸三丁酯、纳米白炭黑、防老剂RD、防老剂NBC和操作油，混炼均匀，排料， 冷却得到母炼胶；
[0016] S2、将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺粉、硫化剂DCP、三烯丙基异三聚 氰酸酯和促进剂CZ，混炼均匀，出片，冷却，得到终炼胶；
[0017] S3、将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，进行硫化，硫化结束后冷却至室温， 脱模得到所述汽车用耐磨减振垫材料。
[0018] 优选地，所述汽车用耐磨减振垫材料的制备方法，包括如下步骤：
[0019] S1、将丁腈橡胶投入开炼机中于40-50°C下塑炼35-45min后，再依次加入接枝改性 天然橡胶、丁苯橡胶、改性木粉、钠基膨润土、超细滑石粉、偶联剂、轻钙、氧化镁、硬脂酸、环 氧大豆油、环氧蚕蛹油酸丁酯、柠檬酸三丁酯、纳米白炭黑、防老剂RD、防老剂NBC和操作油， 于90-110°C下混炼15-25min，排料，冷却得到母炼胶；
[0020] S2、将S1得到的母炼胶投入到开炼机中，加入硫磺粉、硫化剂DCP、三烯丙基异三聚 氰酸酯和促进剂CZ，在40-60°C下混炼10_20min，出片，冷却，得到终炼胶；
[0021 ] S3、将S2得到的终炼胶放入硫化机的模具内，控制上模温度为180-190°C，下模温 度为190-200°C，进行硫化，硫化结束后冷却至室温，脱模得到所述汽车用耐磨减振垫材料。
[0022] 本发明中，采用丁腈橡胶、接枝改性天然橡胶和丁苯橡胶作为橡胶基料，不仅互溶 性好，而且改善胶料的粘结力、刚度及交联度，所得制品的弹性及粘结性能优异，且丁腈橡 胶本身具有优异的弹性、耐油性、耐介质及耐疲劳性，与接枝改性天然橡胶配合使用，可使 所述减振垫材料具有优异的弹性和耐磨减震性能;其中，天然橡胶由于价廉、且防震特性也 优异，同时具有良好的物理机械性能和耐油，耐燃特性，所以其适用频率较高，本发明中通 过在天然橡胶中接枝一定含量的丙烯酸酯，赋予天然橡胶理想的物理化学性质，并最大限 度地保证了防振垫长时间下的良好弹性、变形性及耐候性;此外，本发明中为了改善减振垫 材料的耐磨特性，通过加入改性木粉、钠基膨润土和超细滑石粉作为补强填料，扩大了本发 明容积、降低了成本，增强了本发明的耐磨性能和抗撕裂性能，其中改性木粉通过丙烯酸丁 酯的原位聚合改性可以改善木粉与丁腈橡胶和接枝化天然橡胶等基料间的界面作用，提高 其在所述基料中的分散效果，这有利于充分发挥木粉的功能效应，在受到外界冲击作用力 时，能有效地将载荷转移到改性木粉上，从而大大提高了本发明的耐磨和减震能力;通过加 入一定比例的纳米白炭黑，其对橡胶基料的内部结构产生影响，以此使得制品获得所需要 的振动阻尼特性，且可保证防振垫材料的弹性稳定，增加材料的径向强度，并使产品的防振 性能随时间无明显变化，延长使用寿命;本发明中还通过硫化剂DCP和硫磺粉作为硫化剂， 使基料的分子链起交联反应，增加交联密度，使减振垫性能更加优异，促进剂CZ和交