一种抗低温耐老化的橡胶胶料及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种抗低温耐老化的橡胶胶料、其制备方法。该橡胶胶料包括按重量份计的如下组分：生胶100份、活性剂7份、防老剂4份、改性剂1～3份、补强剂52份、加工助剂8份、增塑剂6份、硫化促进剂4.5份；其中所述生胶包括橡胶A、橡胶B、橡胶C，所述橡胶A为天然橡胶，所述橡胶B为溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶或氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种，所述橡胶C为溴化乙丙橡胶，且所述溴化乙丙橡胶通过三元乙丙橡胶溴化改性得到。本发明专利技术的橡胶胶料耐低温性能和耐老化性能高，解决了现有技术中由橡胶胶料制成的空气弹簧不能满足‑50℃高寒环境下的运行要求，且使用寿命低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抗低温耐老化的橡胶胶料及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种抗低温耐老化的橡胶胶料及其制备方法。
技术介绍
空气弹簧系统的重要功能元件气囊是由橡胶材料制备的，受材料性能的影响，现有的空气弹簧气囊具有下列不足之处：一是在高寒地区的低温环境(-50℃)使用时，产品可靠性变差，橡胶作为高分子材料，在达到脆性温度时容易产生脆性破坏；二是橡胶材料作为化工材料，在运用过程中一直在发生化学老化，形成老化龟裂破坏，最终产品失效，需要定期检修更换。为了减少橡胶气囊的老化，提高耐疲劳性能，现有技术中采用氯丁橡胶作为气囊橡胶材料的主体胶种，氯丁橡胶自身耐老化性能优异，可有效提高空气弹簧气囊的耐老化性能，使其使用寿命可达6-8年。但是氯丁橡胶的低温性能较差，其制成的气囊产品在-40℃左右时就会失去弹性，极容易发生橡胶材料脆性破坏或气密性能下降，导致空气弹簧的可靠性降低，进而影响列车在-50℃的高寒环境下的正常运行。目前针对橡胶材料制造的产品存在耐老化性能差，且不能满足在-50℃的高寒环境下使用的问题，尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提出一种抗低温耐老化的橡胶胶料及其制备方法。该橡胶胶料具有良好的耐低温性能和耐老化性能，利用该橡胶胶料制备的空气弹簧的机械性能符合标准要求，同时在-50℃时仍可以正常使用，使用寿命更长。为了达到上述目的，本专利技术的一方面提供了一种抗低温耐老化的橡胶胶料，包括按重量份计的如下组分：生胶100份、活性剂7份、防老剂4份、改性剂1～3份、补强剂52份、加工助剂8份、增塑剂6份、硫化促进剂4.5份；其中所述生胶包括橡胶A、橡胶B、橡胶C，所述橡胶A为天然橡胶，所述橡胶B为溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶或氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种，所述橡胶C为溴化乙丙橡胶，且所述溴化乙丙橡胶通过三元乙丙橡胶溴化改性得到。作为优选，所述橡胶B选用溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶，所述生胶中各具体组分质量份为：天然橡胶35～40份，溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶35～40份，溴化乙丙橡胶20～30份。作为优选，所述天然橡胶为烟片胶或者SMR5L；所述溴化异丁烯对甲基苯乙烯的苄基溴0.75％；所述三元乙丙橡胶的乙烯含量53～67％，三元乙丙橡胶的第三单体含量9～11％。作为优选，所述天然橡胶为烟片橡胶RSS1；所述三元乙丙橡胶乙烯基含量54％，三元乙丙橡胶的第三单体为ENB，ENB含量10.5％。作为优选，所述活性剂中各具体组分质量份为：氧化锌5份、硬脂酸2份。作为优选，所述防老剂中各具体组分质量份为：40201份、RD1份、石蜡2份。作为优选，所述补强剂各具体组分质量份为：炭黑34份、白炭黑18份。作为优选，所述白炭黑优选为其比表面积大于150m2/g的白炭黑。作为优选，改性剂包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的质量为所述白炭黑质量的10％。作为优选，所述加工助剂包括Koresin增粘树脂和芳烃树脂。作为优选，所述增塑剂为石蜡油。作为优选，所述硫化促进剂包括硫黄、烷基二硫代磷酸盐、过氧化二异丙苯、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺。本专利技术的另一方面提供了一种如上述任一项技术方案所述的抗低温耐老化的橡胶胶料的制备方法，包括以下步骤：S1、制备溴化乙丙橡胶，采用丁二烯砜、溴化剂N-1,3-溴化-二甲基己酰胺按重量1克、3克混合后，溶于50ml乙酸乙酯中，搅拌至完全溶解，配置成待用液体；S2、在密炼机中加入30kg三元乙丙橡胶，混炼升温至40℃～50℃时，加入所述步骤1中的所述待用液体，继续混炼至70℃，保持1～2min，出片，制得溴化乙丙橡胶；S3、将天然橡胶、橡胶B、溴化乙丙橡胶投入密炼机中，混炼30～45s；S4、将改性剂、补强剂投入密炼机中，混炼30～40s；S5、将活性剂、防老剂一起投入密炼机中，混炼45～60s；S6、将增塑剂投入密炼机中，混炼至130℃，利用设备控温模块使温度处于130～135℃范围内继续混炼80～90s；S7、排胶到下片机出片风冷冷却得到母炼胶，并停放2小时以上；S8、将上述冷却并停放后的母炼胶投入密炼机中，混炼30～40s；S9、将硫化促进剂投入密炼机中，混炼30～40s升降上顶栓1次，混炼至100℃时排胶冷却后，得到所述抗低温耐老化的橡胶胶料。作为优选，所述步骤S1～S5中，密炼机的转速为35～45r/min。作为优选，所述步骤S6～S7中，密炼机的转速为15～20r/min。本专利技术的再一方面提供了一种空气弹簧，包括气囊，所述气囊由上述任一项技术方案所述的抗低温耐老化的橡胶胶料硫化制备而成。本专利技术相比于现有技术，优势在于：本专利技术提供了一种抗低温耐老化的橡胶胶料、其制备方法及空气弹簧。通过对橡胶胶料的配方原料的改进，提供了耐低温性能好、耐老化性能好的一种橡胶胶料，其制成的空气弹簧能满足-50℃高寒低温环境下运行的舒适性及安全性要求。具体的：1、本专利技术提供的橡胶胶料优选地以天然橡胶、溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶、溴化乙丙橡胶组成的生胶为主体材料，其中，溴化乙丙橡胶经三元乙丙橡胶溴化改性处理制得，可提高不同橡胶间的混合均匀性；利用溴化乙丙橡胶的共混作用，使其在保留了天然橡胶优异的低温性能和溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶更好的耐老化性能的同时，配以合理质量份的包括白炭黑和炭黑的补强剂以及加工助剂、防老剂等辅助剂，进一步提高了橡胶胶料的力学性能以及耐低温性能和耐老化性能。2、本专利技术用于制备橡胶胶料的加工助剂包括Koresin增粘树脂和芳烃树脂，该加工助剂增强了胶料的自粘性，便于提高该橡胶胶料用于后期制造产品成型过程中的稳定性。3、本专利技术提供的制备方法简单，方便大规模的工业化生产。4、本专利技术提供的制备方法，先进行溴化乙丙橡胶的制备，将制备的溴化乙丙橡胶以及天然橡胶、溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶一同加入密炼机混炼后，再按一定的顺序添加辅助剂并进行混炼。辅助剂添加混炼时，先将改性剂、补强剂一起投入，再将活性剂、防老剂一起投入。使改性剂、补强剂先与橡胶基体充分接触，改进剂的加入增大了上述三种橡胶的混合均匀性，强化了补强剂的补强效果，同时降低不同橡胶基体对补强剂的结合差异，使补强剂在不同橡胶基体中的分散更均匀；补强剂分散均匀后，再加入活性剂、防老剂避免了补强剂对活性剂、防老剂产生吸附作用，影响活化效果和防老效果，进一步提高橡胶胶料的机械性能。5、本专利技术提供的橡胶胶料可用于制备空气弹簧气囊，具备该气囊的空气弹簧可以在-50℃时满足使用要求，且其使用寿命长，各项性能符合标准TB/T2841-2019的要求，解决了现有技术中空气弹簧不能在高寒环境下使用以及使用寿命较低的技术问题。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行描述和说明。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：生胶100份、活性剂7份、防老剂4份、改性剂1～3份、补强剂52份、加工助剂8份、增塑剂6份、硫化促进剂4.5份；其中所述生胶包括橡胶A、橡胶B、橡胶C，所述橡胶A为天然橡胶，所述橡胶B为溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶或氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种，所述橡胶C为溴化乙丙橡胶，且所述溴化乙丙橡胶通过三元乙丙橡胶溴化改性得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，包括按重量份计的如下组分：生胶100份、活性剂7份、防老剂4份、改性剂1～3份、补强剂52份、加工助剂8份、增塑剂6份、硫化促进剂4.5份；其中所述生胶包括橡胶A、橡胶B、橡胶C，所述橡胶A为天然橡胶，所述橡胶B为溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶或氯丁橡胶或溴化丁基橡胶中的一种，所述橡胶C为溴化乙丙橡胶，且所述溴化乙丙橡胶通过三元乙丙橡胶溴化改性得到。


2.根据权利要求1所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，所述橡胶B选用溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶，所述生胶中各具体组分质量份为：天然橡胶35～40份，溴化异丁烯对甲基苯乙烯橡胶35～40份，溴化乙丙橡胶20～30份。


3.根据权利要求1所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，
所述天然橡胶为烟片胶或者SMR5L；
所述溴化异丁烯对甲基苯乙烯的苄基溴0.75％；
所述三元乙丙橡胶的乙烯含量53～67％，三元乙丙橡胶的第三单体含量9～11％。


4.根据权利要求3所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，所述天然橡胶为烟片橡胶RSS1；所述三元乙丙橡胶乙烯基含量54％，三元乙丙橡胶的第三单体为ENB，ENB含量10.5％。


5.根据权利要求1所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，所述活性剂中各具体组分质量份为：氧化锌5份、硬脂酸2份。


6.根据权利要求1所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，所述防老剂中各具体组分质量份为：40201份、RD1份、石蜡2份。


7.根据权利要求1所述的抗低温耐老化的橡胶胶料，其特征在于，所述补强剂各具体组分质量份为：炭黑34份、白炭黑18份。


8.根据权利要求7所述的抗低温耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁博，曹江勇，马宗斌，刘金朋，万纪君，张晓林，
申请(专利权)人：青岛博锐智远减振科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37