具有金属结构的橡胶制品及其制备方法技术

一种具有由铝材料形成的金属结构的橡胶制品，其中硫化橡胶结合到金属结构，其中改进包括：硫化橡胶由一种组合物形成，其中天然橡胶和丙烯酸橡胶以重量比９０／１０～６０／４０混合；及硫化橡胶具有海岛结构，其中尺寸为０．１～１００μｍ的丙烯酸橡胶细粒分散在天然橡胶的基体相中。还公开了一种制造具有金属结构的橡胶制品的方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请基于2000年6月26日提出的日本专利申请No.2000-191132，其内容在此中引入作为参考。本专利技术涉及具有金属结构的一种橡胶制品及其制造方法。更特别地，本专利技术涉及一种具有铝材料形成的金属结构的橡胶制品，其中一种硫化橡胶结合到金属结构，以及一种适于制造这种橡胶制品的方法。具有金属结构的橡胶制品已经广泛应用在各种领域。在这种橡胶制品中，由柔性、弹性、粘弹性、缓冲能力等等看来性能优异的硫化橡胶结合到金属结构。例如，这种具有金属结构的橡胶用于车辆如汽车和机械设备中，作为一种振动阻尼橡胶件插入在振动或震动(冲击)传送系统中的两个部件之间以显示出振动阻尼或缓冲性能。振动阻尼橡胶件，如使用在汽车上的具有金属结构的橡胶制品，特别是要求减少重量以达到提高燃料节约和得到高性能汽车的目的。为此，一种铝材料形成的金属结构替代了常规使用的黑色金属材料。通过使用铝材料，代替黑色金属材料，用于橡胶制品的金属结构，橡胶制品会遭受由于原电池腐蚀(接触腐蚀)形成的局部电池腐蚀。更具体地描述，橡胶制品的硫化橡胶是由橡胶组合物形成，其中含有大量增强填料如炭黑以保持硫化橡胶的硬度在适于用作振动阻尼橡胶的水平，硫化橡胶具有比较低程度的体积电阻，并且因此具有比较高的电导率。在这种橡胶制品中，铝材料的金属结构(此后简称为“金属结构”)可能通过与具有高导电率的硫化橡胶接触而被腐蚀，这是在高导电硫化橡胶和金属结构之间的大电势差造成的。为了防止铝材料金属结构的腐蚀，金属结构经化学转化涂布处理如铬酸盐处理或磷酸盐处理，以提高金属结构的抗腐蚀性。可是这种化学转化涂布处理不足以防止金属结构的腐蚀，并且需要提供更有效的技术以提高金属结构的抗腐蚀性。作为防止铝金属结构由接触硫化橡胶而腐蚀的另一种技术，包含在橡胶组合物中用于形成硫化橡胶和增加硫化橡胶导电率的炭黑量被减少以增加硫化橡胶的体积电阻。然而炭黑含量的减少引起另外的问题如物理性能，例如硫化橡胶硬度和强度的降低，用于硫化橡胶的橡胶组合物的模塑性降低。鉴于此，减少炭黑量来减小硫化橡胶的体积电阻是困难的或不希望的。根据上述
技术介绍
进行本专利技术，该专利技术的第一个目的是提供一种具有金属结构的橡胶制品，其重量减小且显示出高度的抗腐蚀性，这是通过将包含在橡胶组合物中用于形成结合到金属结构的硫化橡胶的炭黑量减至最小，以增加硫化橡胶的体积电阻，同时保证所需的物理性能如硫化橡胶的硬度和强度。本专利技术的第二个目的是提供一种适于制造这种具有金属结构的橡胶制品的方法。上面指出的第一个目的可以根据本专利技术的第一个方面达到，其提供一种具有铝材料形成的金属结构的橡胶制品，其中硫化橡胶结合到金属结构上，其中改进包括硫化橡胶由一种组合物形成，其中天然橡胶和丙烯酸橡胶以90/10～60/40的重量比混合；以及硫化橡胶具有海岛结构，其中尺寸为0.1～100μm的丙烯酸橡胶细粒分散在天然橡胶的基体相中。在根据本专利技术上面第一方面指出的具有金属结构构造的橡胶制品中，金属结构由铝材料形成，以及结合到金属结构的硫化橡胶具有海岛结构的，其中一预定量的丙烯酸橡胶以细粒形式分散在天然橡胶的基体相中。该橡胶制品的主要特征在于如上所述形成的该海岛结构。因此形成的橡胶制品由于铝金属结构而重量减少，以及结合到金属结构的硫化橡胶由于存在丙烯酸橡胶细粒分布在硫化橡胶结构中而硬度增加。因此，包含在橡胶组合物中用于形成硫化橡胶的炭黑量能够有利地减少以增加硫化橡胶的体积电阻，以因此有效地防止金属结构由于与硫化橡胶接触而腐蚀。在用于形成本专利技术的硫化橡胶的橡胶组合物中，天然橡胶和丙烯酸橡胶以90/10～60/40的重量比混合。在通过硫化由此制备的橡胶组合物而得的硫化橡胶中，硫化丙烯酸橡胶以尺寸为0.1～100μm的细粒形式分散在硫化天然橡胶的基体相中。根据这种结构，结合到金属结构的硫化橡胶具有理想的物理性能如高硬度和强度，且具有金属结构的橡胶制品显示出高抗腐蚀性。在本专利技术上述第一方面的一个优选形式中，硫化橡胶具有不低于1×106Ωcm的体积电阻，以进一步提高金属结构的抗腐蚀性。本专利技术也提供一种用于汽车上使用的振动阻尼橡胶件，其振动阻尼橡胶件由如上所述构造的具有金属结构的橡胶制品构成。根据本专利技术由橡胶制品构成的振动阻尼橡胶件具有高抗腐蚀性和减小的重量，并且显示出振动阻尼橡胶所需要的物理性能。上面指出的第二个目的可以根据本专利技术的第二个方面得到，其提供一种制造具有铝材料形成的金属结构的橡胶制品的方法，其中硫化橡胶结合到金属结构，该方法包括步骤为将一种未硫化天然橡胶材料，及一种未硫化丙烯酸橡胶材料以重量比为90/10～60/40，与一种只能硫化未硫化丙烯酸橡胶材料的硫化剂一起均匀混合，以便未硫化丙烯酸橡胶材料精细地分散在未硫化天然橡胶材料中；硫化精细地分散在未硫化天然橡胶材料中的未硫化丙烯酸橡胶材料；并在加入能够硫化未硫化天然橡胶的硫化剂后硫化未硫化天然橡胶，以得到结合到金属结构的硫化橡胶，硫化橡胶具有海岛结构，其中尺寸为0.1～100μm且通过未硫化丙烯酸橡胶材料硫化而得的硫化丙烯酸橡胶细粒分散在通过未硫化天然橡胶材料硫化而得的硫化天然橡胶的基体相中。上面指出的第二个目的也可以根据本专利技术的第三个方面达到，其提供了一种制造具有铝材料形成的金属结构的橡胶制品的方法，其中硫化橡胶结合到金属结构上，该方法包括步骤为制备一种未硫化橡胶组合物，通过将未硫化天然橡胶材料和未硫化丙烯酸橡胶材料以重量比为90/10-60/40一起均匀混合，并加入用于硫化未硫化天然橡胶材料的硫化剂和用于硫化未硫化丙烯酸橡胶材料的硫化剂；以及硫化由此所得的混合物以得到结合到金属结构的硫化橡胶，硫化橡胶具有海岛结构，其中尺寸为0.1～100μm且通过未硫化丙烯酸橡胶材料硫化而得的硫化丙烯酸橡胶细粒分散在通过未硫化天然橡胶材料硫化而得的硫化天然橡胶的基体相中。根据上述这些方法，具有海岛结构，其中硫化丙烯酸橡胶细粒均匀地分散在硫化天然橡胶的基体相中的硫化橡胶能够结合到铝材料形成的金属结构。因此，上述这些方法可能制造出提高了抗腐蚀性和重量减小的具有金属结构的橡胶制品。本专利技术的上述和其它目的、特征、优点和技术的以及工业的重要性通过阅读下面本专利技术的现有优选实施方案的详细描述，同时结合附图考虑，将更好地理解，其中附图说明图1是本专利技术的具有金属结构的橡胶制品的一个实施方案的轴向横截面图，其为用于汽车的控制臂管衬形式；及图2是表示每个硫化橡胶试件的体积电阻和硬度之间的关系图，其关系在本专利技术的实施例中得到。在本专利技术具有金属结构的橡胶制品中，金属结构由铝材料如铝或铝合金形成，以使本专利技术的橡胶制品与黑色金属材料形成金属结构的传统橡胶制品相比重量非常小。本专利技术的铝金属结构可以优选经受本
熟知的化学转化涂布处理或阳极氧化物涂布处理，以提高其抗腐蚀性。结合到金属结构的硫化橡胶是由天然橡胶和丙烯酸橡胶的混合物形成。详细地描述，该橡胶制品的硫化橡胶具有海岛结构，其中硫化丙烯酸橡胶以尺寸为0.1～100μm的细粒形式分散在硫化天然橡胶的基体相中。按照这种结构，有效地防止了金属结构被腐蚀。未硫化天然橡胶和未硫化丙烯酸橡胶用作橡胶组份以形成所述橡胶制品的硫化橡胶，二者都是互不相容的聚合物。在以预定的比例混合一起的两种未硫化橡胶材料硫化而得的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有由铝材料形成的金属结构的橡胶制品，其中硫化橡胶结合到所述金属结构，其中改进包括： 所述硫化橡胶由组合物形成，其中天然橡胶和丙烯酸橡胶以重量比９０／１０～６０／４０混合；并且所述硫化橡胶具有海岛结构，其中尺寸为０．１～１００μｍ的所述丙烯酸橡胶细粒分散在所述天然橡胶基体相中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田口武彦，吉川亚子，饭尾真浩，
申请(专利权)人：东海橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]