一种耐磨橡胶减震材料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨橡胶减震材料及制备方法，包括以下重量份数的原料：丁基橡胶100份、天然橡胶20?40份、碳酸钙晶须5?10份、炭黑5?10份、鳞片石墨4?7份、矿物纤维5?8份、环氧大豆油丙烯酸酯3?5份、二氧化钛2?4份、二氧化锆2?3份、氧化镁3?6份、氧化锌2?4份、铝?锆偶联剂1?3份、聚乙二醇硬脂酸酯2?4份、交联剂0.5?1.5份、抗氧化剂1?2份和促进剂1?2份。本发明配方合理，各组分相容性好，制备的减震材料具有阻尼系数大、回弹力高、减震、耐高温、耐老化、抗蠕变、阻燃性能良好等优点，适用于汽车减震制品，市场前景极为广阔。
【专利说明】
一种耐磨橡胶减震材料及制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及减震材料技术领域，具体是一种耐磨橡胶减震材料及制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代工业的飞速发展，震动和噪音已经成为各个领域的严重问题，它将会降 低操作精度、影响产品质量、缩短产品寿命、使得高精仪器不能正常工作、危及安全性、使设 备或构建物早期破坏、污染环境及影响人身健康等。因此，研究如何吸收、消减震动与噪音 已成为当今的研究方向。目前应用最广泛、最有效的减震方法是使用各种减震制品，尤其是 橡胶减震制品，它能有效地隔离震动和激发源，还可以缓和震动体的震动，因此被广泛应用 机动车辆、铁路、家居、桥梁、运动防护装备等领域。
[0003] 汽车作为日常的一种代步工具，在日常生活中应用极为广泛，汽车日常行驶于公 路上，碰到各种各样的路况，因而在汽车行驶过程中，尤其是路况较差的地段，汽车在行驶 时极易颠簸，从而使得汽车的寿命大大减短。因此，在汽车上安装减震装置是极为必要的， 现在的汽车减震装置大多是采用减震器，因而减震器的材料对汽车的减震效果起着极大的 作用。但是现有的车用减震材料存在橡胶粘性大、耐油性差、工艺操作困难，产品减震性能、 耐老化性能、耐冲击性能以及耐屈挠疲劳性能差、成本费用较高等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有减震材料存在的问题，提供一种耐老化、力学性能强、抗疲劳性能 好、耐磨、成本低廉、制备工艺简单、环保无毒的橡胶减震材料。
[0005] 为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下： 一种耐磨橡胶减震材料，包括以下重量份数的原料： 丁基橡胶100份、天然橡胶20-40份、碳酸钙晶须5-10份、炭黑5-10份、鳞片石墨4-7份、 矿物纤维5-8份、环氧大豆油丙烯酸酯3-5份、二氧化钛2-4份、二氧化锆2-3份、氧化镁3-6 份、氧化锌2-4份、错-锆偶联剂1-3份、聚乙二醇硬脂酸酯2-4份、交联剂0.5-1.5份、抗氧化 剂1 -2份和促进剂1 -2份。
[0006] 优选的，以上所述铝-锆偶联剂为甲基丙烯酸铝-锆偶联剂、己二酸铝-锆偶联剂和 硬脂酸铝-锆偶联剂中的一种。
[0007] 优选的，以上所述交联剂为四甘醇二丙烯酸酯。
[0008] 优选的，以上所述促进剂为二硫化二苯并噻唑锌或二甲基二硫代氨基甲酸锌。
[0009] 优选的，以上所述抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂1076和抗氧化剂CA中的一 种。
[0010] 优选的，以上所述减震材料还包括马来酸酐-丙烯酸共聚物2-4份。
[0011] 优选的，以上所述减震材料还包括烷基酚聚氧化乙烯醚1-2份;所述烷基酚聚氧化 乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和十二烷基聚氧乙烯醚。
[0012] -种耐磨橡胶减震材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 搅拌混料：按照上述配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度为 120-140°C、真空度为0.08-0.10Mpa、转速为100-300rpm下搅拌30-60min，得到混合原料； (2) 热压成型:将上述混合原料加入模具腔中，在温度为145-165°C、压力为15-20MPa下 热压成型3-5min，得粗制品； (3) 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置在温度为140-180°C下进 行固化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。
[0013] 优选的，以上所述固化热处理是分别在140°C、160°C和180°C下保温lh、1.5h和2h。
[0014] 优选的，以上所述步骤(3)的升温速率为3-5°C/min。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为： 1、本发明的配方是以耐油性高、气密性好、耐热、耐老化的丁基橡胶和配合回弹性、绝 缘性、防水、可塑性能优良的天然橡胶作为主要原料，再加入碳酸钙晶须、炭黑、鳞片石墨、 矿物纤维等辅料，本配方合理，各组分相容性好，制备的减震材料具有阻尼系数大、回弹力 高、减震、耐高温、耐老化、抗蠕变、阻燃性能良好等优点，适用于汽车减震制品，市场前景极 为广阔。
[0016] 2、本发明的配方以鳞片石墨作为填充材料，能够减少减震材料的磨损和降低噪 音，同时能够提高材料的阻尼系数。
[0017] 3、本发明配方加入矿物纤维作为填充材料，不仅可以提高减震材料的力学性能， 还能提高材料的耐磨性能。
[0018] 4、本发明的配方加入铝-锆偶联剂，不仅可以改善体系的分散性及降低体系黏度， 提高填料与橡胶的结合力，提高减震材料的力学性能，同时还具有优异的耐老化性能。
[0019] 5、本发明的配方还加入马来酸酐-丙烯酸共聚物，使得各组分相容性更好，能保证 减震材料具有良好的加工性能及力学性能，同时还能提高材料的抗蠕变性。
[0020] 6、本发明的配方加入烷基酚聚氧化乙烯醚，不仅能提高减震材料的加工性能，还 能提尚材料的耐老化性能。
[0021] 7、本发明的制备方法采用强力分散搅拌机进行混料，不仅成本低、生产效率高、耗 能低，还能使各组分混合更加均匀，橡胶与其他组分的界面结合更加紧密，进而提高了减震 材料的力学性能。
[0022] 8、本发明制得的减震材料具有优良的性能，其中减震材料的硬度为65-75IRHD、拉 伸强度为30_40MPa、断裂拉伸率为400-500%、阻尼系数为1.1-1.3、回弹率为8-11%和热空气 老化是l〇〇°C、72h下拉伸强度为20-25MPa。
[0023] 9、本制备方法采用微波热处理具有节能、生产效率高、加热均匀、易实现自动化控 制等优点，且在不同的温度区间进行保温，减少橡胶减震材料因热膨胀产生的裂纹。
[0024] 10、本发明还具有原料来源广泛、成本低廉、制备工艺简单、生产效率高等优点，容 易实现工业化生产。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
[0026] 实施例1 一种耐磨橡胶减震材料，由以下重量份数的原料:丁基橡胶100份、天然橡胶30份、碳酸 钙晶须5份、炭黑8份、鳞片石墨5份、矿物纤维6份、环氧大豆油丙烯酸酯4份、二氧化钛2份、 二氧化锆2份、氧化镁4份、氧化锌2份、甲基丙烯酸铝-锆偶联剂1份、聚乙二醇硬脂酸酯2份、 四甘醇二丙烯酸酯交联剂1份、1010抗氧化剂1.5份和二甲基二硫代氨基甲酸锌促进剂1份。 [0027]其制备方法，包括以下步骤： (1) 搅拌混料:按照上述配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度为120 °C、真空度为0. lOMpa、转速为300rpm下搅拌50min，得到混合原料； (2) 热压成型：将上述混合原料加入模具腔中，在温度为145°C、压力为20MPa下热压成 型5min，得粗制品； (3) 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置，分别在140°C、160°C和 180°C下保温lh、1.5h和2h进行固化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。
[0028] 实施例2 一种耐磨橡胶减震材料，由以下重量份数的原料:丁基橡胶100份、天然橡胶20份、碳酸 钙晶须6份、炭黑5份、鳞片石墨6份、矿物纤维5份、环氧大豆油丙烯酸酯5份、二氧化钛3份、 二氧化锆2份、氧化镁3份、氧化锌3份、己二酸铝-锆偶联剂2份、聚乙二醇硬脂酸酯3份、四甘 醇二丙烯酸酯交联剂0.5份、1076抗氧化剂1份、马来酸酐-丙烯酸共聚物3份和二甲基二硫 代氨基甲酸锌促进剂1.5份。
[0029]其制备方法，包括以下步骤： (1) 搅拌混料:按照上述配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度为130 °C、真空度为0.08Mpa、转速为lOOrpm下搅拌60min，得到混合原料； (2) 热压成型：将上述混合原料加入模具腔中，在温度为150°C、压力为20MPa下热压成 型5min，得粗制品； (3) 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置，分别在140°C、160°C和 180°C下保温lh、1.5h和2h进行固化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。
[0030] 实施例3 一种耐磨橡胶减震材料，由以下重量份数的原料:丁基橡胶100份、天然橡胶40份、碳酸 钙晶须10份、炭黑9份、鳞片石墨4份、矿物纤维8份、环氧大豆油丙烯酸酯4份、二氧化钛4份、 二氧化锆3份、氧化镁5份、氧化锌4份、硬脂酸铝-锆偶联剂3份、聚乙二醇硬脂酸酯4份、四甘 醇二丙烯酸酯交联剂1.5份、CA抗氧化剂1份、马来酸酐-丙烯酸共聚物4份、壬基酚聚氧乙烯 醚2份和二硫化二苯并噻唑锌2份。
[0031] 其制备方法，包括以下步骤： (1) 搅拌混料:按照上述配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度为130 °C、真空度为0.08Mpa、转速为300rpm下搅拌45min，得到混合原料； (2) 热压成型：将上述混合原料加入模具腔中，在温度为155°C、压力为18MPa下热压成 型3min，得粗制品； (3) 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置，分别在140°C、160°C和 180°C下保温lh、1.5h和2h进行固化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。
[0032] 实施例4 一种耐磨橡胶减震材料，由以下重量份数的原料:丁基橡胶100份、天然橡胶35份、碳酸 钙晶须8份、炭黑10份、鳞片石墨7份、矿物纤维6份、环氧大豆油丙烯酸酯3份、二氧化钛3份、 二氧化锆3份、氧化镁6份、氧化锌3份、硬脂酸铝-锆偶联剂2.5份、聚乙二醇硬脂酸酯3份、四 甘醇二丙烯酸酯交联剂1份、1010抗氧化剂1.5份、马来酸酐-丙烯酸共聚物1份、壬基酚聚氧 乙烯醚2份和二硫化二苯并噻唑锌1份。
[0033]其制备方法，包括以下步骤： (1) 搅拌混料:按照上述配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度为140 °C、真空度为0.08Mpa、转速为300rpm下搅拌30min，得到混合原料； (2) 热压成型：将上述混合原料加入模具腔中，在温度为165°C、压力为15MPa下热压成 型3min，得粗制品； (3) 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置，分别在140°C、160°C和 180°C下保温lh、1.5h和2h进行固化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。
[0034]上述实施例1-4所制得的橡胶减震材料按照行业标准测试性能，测试如下表所 示：
' 从?述结果得出，本发明制i的减震材料具有优异的力学和减震性能，市场前景广阔Y
[0035]以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应 当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【主权项】
1. 一种耐磨橡胶减震材料，其特征在于:包括以下重量份数的原料： 丁基橡胶100份、天然橡胶20-40份、碳酸钙晶须5-10份、炭黑5-10份、鳞片石墨4-7份、 矿物纤维5-8份、环氧大豆油丙烯酸酯3-5份、二氧化钛2-4份、二氧化锆2-3份、氧化镁3-6 份、氧化锌2-4份、错-锆偶联剂1-3份、聚乙二醇硬脂酸酯2-4份、交联剂0.5-1.5份、抗氧化 剂1 -2份和促进剂1 -2份。2. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于:所述铝-锆偶联剂为甲基丙烯 酸铝-锆偶联剂、己二酸铝-锆偶联剂和硬脂酸铝-锆偶联剂中的一种。3. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于:所述交联剂为四甘醇二丙烯酸 酯。4. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于:所述促进剂为二硫化二苯并噻 唑锌或二甲基二硫代氨基甲酸锌。5. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧化剂 1010、抗氧化剂1076和抗氧化剂CA中的一种。6. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于：所述减震材料还包括马来酸 酐-丙烯酸共聚物2-4份。7. 根据权利要求1所述耐磨橡胶减震材料，其特征在于:所述减震材料还包括烷基酚聚 氧化乙烯醚1-2份;所述烷基酚聚氧化乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和 十^烷基聚氧乙稀酿。8. 如权利要求1所述一种耐磨橡胶减震材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤： 搅拌混料:按照权利要求1的配方称取各原料，将各原料加入强力分散搅拌机，在温度 为120-140°C、真空度为0.08-0. lOMpa、转速为100-300rpm下搅拌30-60min，得到混合原 料； 热压成型：将上述混合原料加入模具腔中，在温度为145-165°C、压力为15-20MPa下热 压成型3-5min，得粗制品； 微波热处理:将步骤(2)得到的粗制品放入微波加热装置在温度为140-180°C下进行固 化热处理，冷却至室温，即得耐磨橡胶减震材料。9. 根据权利要求8所述耐磨橡胶减震材料的制备方法，其特征在于:所述固化热处理是 分别在 140°C、160°C 和 180°C 下保温lh、1.5h和2h。10. 根据权利要求8或9所述耐磨橡胶减震材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(3) 的升温速率为3-5 °C/min。
【文档编号】C08K7/08GK106009331SQ201610601577
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月27日
【发明人】张洁
【申请人】广西南宁胜祺安科技开发有限公司