一种新型汽车空气弹簧用外层胶料及制备方法技术

本发明专利技术属于空气弹簧用胶料的技术领域，具体涉及一种新型汽车空气弹簧用外层胶料及制备方法。硫醇调节型氯丁橡胶60‑80份；环氧化天然橡胶20‑40份；炭黑N550 20‑70份；炭黑N660 18‑30份；癸二酸二辛酯10‑15份；防老剂4‑7份；氧化锌3‑10份；硬脂酸1‑5份；氧化镁3‑8份；硫黄1‑5份；促进剂1.5‑5份，氧化钙0.4‑0.8份。在配方中采用了氯丁橡胶与环氧化天然橡胶并用，并在配方中选用合适的硫化体系使两者产生化学交联，通过提高外层胶料的曲挠疲劳和层间粘合性能，最终提高汽车用空气弹簧的使用寿命。

A new type of outer rubber for automobile air spring and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种新型汽车空气弹簧用外层胶料及制备方法
本专利技术属于空气弹簧用胶料的
，具体涉及一种新型汽车空气弹簧用外层胶料及制备方法。
技术介绍
随着人们对舒适性要求的提高和汽车工业的快速发展，汽车空气弹簧已经成为汽车行业的标配。同样，汽车工业的发展也对汽车空气弹簧提出了更高的要求，其中汽车空气弹簧的动态疲劳寿命问题是评价其性能优劣的关键指标。在使用过程中由于疲劳引起的脱层和曲挠破坏是汽车空气弹簧破坏的主要原因。常规的汽车空气弹簧气囊外层胶一般采用天然胶或氯丁橡胶，其中天然橡胶工艺性好、层间粘合好、成本低，但耐油、耐老化性能和曲挠疲劳性能差；氯丁橡胶耐油性能、耐老化性能和曲挠疲劳性能好，但工艺性能差，与帘布层间粘合性能差，容易出现疲劳脱层现象。这些汽车空气弹簧外层胶虽然各有优点，但不能兼顾气囊外层胶的曲挠疲劳和层间粘合性能，以达到延长汽车空气弹簧使用寿命的目标。传统天然橡胶汽车空气弹簧外层胶与帘布胶有很好的粘合性能，但其曲挠性能、耐臭氧性能、耐热氧老化性能较差，在空气弹簧使用过程中很快会出现龟裂、掉皮等破坏现象。传统氯丁橡胶汽车空气弹簧外层胶具有优异的曲挠性能、耐臭氧性能、耐热氧老化性能，氯丁胶与天然胶的帘布胶不能产生共硫化，粘合性能差，在使用过程中容易出现外层胶与帘布胶脱层而导致空气弹簧失效。针对该问题，现有的技术做了很多研究和改进，如专利CN105754163A提供了一种汽车用耐油空气弹簧胶料；专利CN106700482B提供了一种耐低温、耐高温并耐油的汽车空气弹簧胶料。两个专利都是从提高空气弹簧对环境的耐受性上提高其寿命，但不能从根本上解决空气弹簧本身的疲劳问题。因此，提供一种曲挠性能优异并在疲劳过程中有优异的层间粘合性能的汽车空气弹簧外层胶对于提高汽车空气弹簧的使用寿命至关重要，也迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述汽车空气弹簧本身疲劳问题的缺陷，提供一种新型汽车空气弹簧用外层胶料，通过提高外层胶料的曲挠疲劳和层间粘合性能，最终提高汽车用空气弹簧的使用寿命。本专利技术的技术方案为：一种新型汽车空气弹簧用外层胶料，包括按重量份计的下述组分：硫醇调节型氯丁橡胶60-80份；环氧化天然橡胶20-40份；炭黑N55020-70份；炭黑N66018-30份；癸二酸二辛酯10-15份；防老剂4-7份；氧化锌3-10份；硬脂酸1-5份；氧化镁3-8份；硫黄1-5份；促进剂1.5-5份，氧化钙0.4-0.8份。优选的是，该新型汽车空气弹簧用外层胶料，所述的环氧化天然橡胶为环氧化天然橡胶ENR-25，环氧化程度为25mol％。环氧化天然橡胶ENR-25分别与氯丁橡胶和天然橡胶具有很好的相容性和共硫化性，与氯丁橡胶并用具有较高的物理机械性能，同时由于环氧基团的存在使环氧化天然橡胶具有很好的粘合性能，保证了外层胶与帘布胶的粘合性能。进一步的优选，所述的环氧化天然橡胶为环氧化天然橡胶ENR-25(环氧化程度为25mol％)10-20份；环氧化天然橡胶ENR-50(环氧化程度为50mol％)10-20份。环氧化天然橡胶ENR-25与氯丁橡胶有很好的相容性，为共混胶提供了优异的物理机械性能。同时环氧化天然橡胶中的环氧基团为空气弹簧外层胶料与帘布胶之间提供了优异的粘合性能，并随着环氧化程度的提高粘合性能越好，因此并入部分环氧化天然橡胶ENR-50后空气弹簧外层胶与帘布胶的粘合性能会更好。优选的，所述的防老剂为防老剂3100和防老剂BLE的混合物，按照重量分数比1：1混合而成。防老剂3100和防老剂BLE都是长效型的防老剂，其中防老剂3100为长效型防老剂喷出橡胶表面速度慢持续时间长，防老剂BLE相对喷出速度快，持续时间短，两种防老剂按照比例并用后可起到协同作用，产品使用初期防老化以防老剂BLE为主，产品使用中后期以防老剂3100为主。优选的，所述的促进剂为促进剂DOTG和促进剂ETU的混合物，按照重量分数比1：1.5混合而成。促进剂DOTG可同时促进硫黄对氯丁橡胶和环氧化天然胶硫化，其中氯丁橡胶的硫化速率较慢，为了平衡氯丁橡胶和环氧化天然橡胶的硫化速率，在硫化体系中并用氯丁橡胶的主促进剂ETU可使氯丁橡胶和环氧化天然橡胶达到同步硫化的目的。本专利技术的另一个目的还提供一种新型汽车空气弹簧用外层胶料的制备方法，步骤如下：(1)密炼温度设定为50-60℃，将环氧化天然橡胶与氧化钙在密炼机中共混2-3分钟，得到胶料一，从密炼机中取出后备用；(2)密炼温度设定为70-80℃，将硫醇调节型氯丁橡胶与氧化镁在密炼机中共混2-3分钟，得到胶料二，从密炼机中取出后备用；(3)密炼机温度设定为80℃，将制备好的胶料一和胶料二入密炼机中混炼0.5-1分钟，加入硬脂酸、防老剂、炭黑混炼2-3分钟，然后加入癸二酸二辛酯混炼1.5-2分钟，最后加入硫黄、氧化锌和促进剂混炼2-3分钟排料，得到新型汽车空气弹簧用外层胶料。环氧化天然橡胶是在酸性条件下采用过氧乙酸或过氧甲酸对天然胶乳进行环氧化制备。其反应历程如下：从环氧化天然橡胶的结构可以看出分子链中含有极性的环氧化基团和非极性的天然橡胶的异戊二烯主链。ENR-25的溶解度参数为8.83，与氯丁橡胶有很好的相容性(氯丁橡胶溶解度参数为8.85)。因此环氧化天然橡胶ENR-25与氯丁橡胶能够按照任意比例共混而不出现相分离，保证了共混胶料具有较高的拉伸强度、耐臭氧性和耐疲劳性等宏观物理机械能。同时环氧化天然橡胶的异戊二烯分子主链保证了环氧化天然橡胶与天然橡胶具有很好的相容性和共硫化特性，因此与氯丁橡胶共混的环氧化天然橡胶既能保证氯丁橡胶的共混性能又能与含有天然橡胶的帘布胶具有很好的相容性并产生共硫化效应，使空气弹簧外层胶与帘布胶具有很高的粘合力，保证了外层胶与帘布胶在疲劳过程中不产生脱层现象，从而提高空气弹簧疲劳寿命。氯丁橡胶是通过乳液聚合方法得到的一种合成橡胶，其分子结如下：氯丁橡胶中的C—Cl键上的电子云密度大，键牢固，氯原子不容易被取代，同时π电子云离域使双键上电子云密度相比一般π键小，所以双键比一般π键长，也不容易发生反应。因此氯丁橡胶耐热氧老化性能和臭氧老化性能以及曲挠疲劳性能要好于一般通用橡胶。因此在空气弹簧外层胶中使用氯丁橡胶能够为空气弹簧提供更长的使用寿命。本专利技术选用的硫醇型氯丁橡胶焦烧长，硫化体系与环氧化天然橡胶类似，可以与环氧化天然橡胶产生共硫化效应。本专利技术在空气弹簧外层胶中使用氯丁橡胶与环氧化天然橡胶并用一方面解决了空气弹簧的耐臭氧老化性能、耐热氧老化性能和曲挠疲劳性能；另一方面也解决了单纯氯丁外层胶与天然橡胶帘布胶之间的粘合性能，因此从提高空气弹簧疲劳性能和层间粘合性能两方面解决了汽车空气弹簧的疲劳寿命问题。本专利技术的有益效果为：本专利技术的新型汽车空气弹簧用外层胶料，在配方中采用了氯丁橡胶与环氧化天然橡胶并用，并在配方中选用合适的硫化体系使两者产生化学交联，提高了空气弹簧的使用寿命。配合本专利技术的制备方法，得到的新型汽车空气弹簧用外层胶料性能更加优越。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型汽车空气弹簧用外层胶料，其特征在于，包括按重量份计的下述组分：硫醇调节型氯丁橡胶60‑80份；环氧化天然橡胶20‑40份；炭黑N550 20‑70份；炭黑N660 18‑30份；癸二酸二辛酯10‑15份；防老剂4‑7份；氧化锌3‑10份；硬脂酸1‑5份；氧化镁3‑8份；硫黄1‑5份；促进剂1.5‑5份，氧化钙0.4‑0.8份。

【技术特征摘要】
1.一种新型汽车空气弹簧用外层胶料，其特征在于，包括按重量份计的下述组分：硫醇调节型氯丁橡胶60-80份；环氧化天然橡胶20-40份；炭黑N55020-70份；炭黑N66018-30份；癸二酸二辛酯10-15份；防老剂4-7份；氧化锌3-10份；硬脂酸1-5份；氧化镁3-8份；硫黄1-5份；促进剂1.5-5份，氧化钙0.4-0.8份。2.根据权利要求1所述的新型汽车空气弹簧用外层胶料，其特征在于，所述的环氧化天然橡胶为环氧化天然橡胶ENR-25，环氧化程度为25mol％。3.根据权利要求1所述的新型汽车空气弹簧用外层胶料，其特征在于，所述的环氧化天然橡胶为环氧化天然橡胶ENR-25(环氧化程度为25mol％)10-20份；环氧化天然橡胶ENR-50(环氧化程度为50mol％)10-20份。4.根据权利要求1所述的新型汽车空气弹簧用外层胶料，其特征在于，所述的防老剂为防老剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高新文，刘志坡，李雪冰，
申请(专利权)人：君联新材料科技青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37