一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料

《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》是山東美晨科技股份有限公司於2010年12月28日申請的專利，該專利的申請號為2010106085236，公布號為CN102061040A，授權公布日為2011年5月18日，發明人是張磊。該發明屬於橡膠技術領域。

《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》其特徵按質量份如下，氯化丁基膠，100；炭黑N220，10～40；炭黑N330，20～50；環烷油H-3107，20～40；防老劑RD，1～3；防老劑4010NA，1～3；均勻劑40MSF，3～6；間接法氧化鋅，5～10；氧化鎂，0.1～0.5；促進劑BZ，1～5。通過以上配置原料製作出的汽車減振產品用高阻尼橡膠，具有優異的耐熱氧老化性能，並具有高阻尼性能。

2017年12月11日，《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料
• 申請公布號 ：CN102061040A
• 申請公布日 ：2011年5月18日
• 申請號 ：2010106085236
• 申請日 ：2010年12月28日
• 申請人 ：山東美晨科技股份有限公司
• 地址 ：山東省諸城市密州路東首
• 發明人 ：張磊
• Int. Cl. ：C08L23/28(2006.01)I、C08K13/02(2006.01)I、C08K3/04(2006.01)I、C08K3/22(2006.01)I
• 專利代理機構 ：濰坊正信專利事務所
• 代理人 ：張曰俊

專利背景

隨著汽車製造工業高性能技術的快速發展，汽車技術向車輛的經濟性、舒適性和安全性方面發展。2010年為止，從減振、降噪、舒適性和行駛安全性的角度，對汽車用橡膠減振元件提出了更高的要求，橡膠減震器具有良好的減振、隔音和緩衝性能。減振產品使用的橡膠品種很多，主要以天然橡膠為主，為改善減振製品的耐熱性，也使用氯丁橡膠（CR）、丁基橡膠（IIR）、三元乙丙橡膠（EPDM）等。

為保證製品的耐久性，在減振橡膠的配合設計上，必須考慮的是隨時間的延長物理性能的保持性，將橡膠的耐熱溫度從2010年為止的的70℃提高到100℃，間隙使用溫度為120℃。

2010年為止的汽車用橡膠懸置主要為橡膠和金屬結構，由於其工藝成熟及成本低廉在相當一段時間內有廣泛的套用空間，但通常的橡膠懸置採用天然橡膠，存在阻尼小，吸收振動能力小，懸置系統隔振能力稍差，特別是發動機怠速區隔振效果差。

發明內容

專利目的

《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》為滿足產品對橡膠材料高阻尼和耐熱條件的要求，提供了一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料。

技術方案

《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》的技術方案為：其組成按重量份如下，氯化丁基膠，100；炭黑N220，10～40；炭黑N330，20～50；環烷油，20～40；防老劑RD，1～3；防老劑4010NA，1～3；均勻劑40MSF，3～6；間接法氧化鋅，5～10；氧化鎂，0.1～0.5；促進劑BZ，1～5。

該發明採用氯化丁基橡膠作為高阻尼橡膠的主體材料。氯化丁基橡膠（CIIR）由於其分子鏈上側甲基十分密集，形成蠕蟲狀結構；又因為玻璃化轉變溫度附近存在著次級轉變，致使其阻尼性能不同於一般的彈性體，內耗峰既高又寬，有明顯的阻尼作用。丁基橡膠經氯化後，具有反應性高、硫化速度快、與金屬粘合性能好等特點，同時氯化丁基橡膠主鏈飽和，活性低，具有優異的耐候和耐熱性能。因而氯化丁基橡膠是製作高阻尼橡膠元件的理想材料。但並不是直接使用，需要選擇合適的補強體系和硫化體系也是該發明研究的內容之一。

該發明採用金屬氧化物硫化體系，克服普通硫化體系硫化橡膠材料耐熱老化較差的缺點，使橡膠達到均衡的硫化速度和最佳耐熱性能。

該發明採用STRUKTOL均勻劑40MSF，是一種用於氯化丁基膠料的均勻劑。40MSF是深色、芳香烴類樹脂的混合物，它們與大多數橡膠材料（如，CR、IIR、EPDM等）具有良好的相溶性，並且套用於高彈體混合物及單聚體膠料中，通過使用該樹脂，填料分散度、粘接度及其物理特性都有顯著的改善。

氯化丁基橡膠系非自補強橡膠，需要補強體系才能達到較好的拉伸強度。補強體系與通用橡膠相似，通常採用炭黑N220、N330和N550，而考慮到配製原料的高阻尼性炭黑選擇N220和N330兩種型號，軟化劑選擇為鏈烴類或環烷烴類。

該發明經過多次實驗和研究採用炭黑N220和炭黑N330並用，軟化劑選用環烷油。

其中主要原材料來源：

• 氯化丁基膠牌號為CIIR1066，美國埃克森美孚化工；
• 均勻劑40MSF，STRUKTOL；
• 氧化鎂，上海敦煌化工公司；
• 環烷油，北京艾迪爾化工公司。

改善效果

採用《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》製作的汽車用高阻尼和耐熱橡膠減震配製原料，可獲得最佳的材料性能，拉伸強度大於14.0兆帕，扯斷伸長率大於400％，常溫下20赫茲阻尼係數大於0.30，長期使用溫度達到100℃。膠料注射工藝操作穩定，從而能夠很好滿足產品對橡膠材料高阻尼和耐熱條件的要求。

權利要求

1.《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》其組成按重量份如下：氯化丁基膠，100；炭黑N220，10～40；炭黑N330，20～50；環烷油，20～40；防老劑RD，1～3；防老劑4010NA，1～3；均勻劑40MSF，3～6；間接法氧化鋅，5～10；氧化鎂，0.1～0.5；促進劑BZ，1～5。

2.根據權利要求1所述的一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料，其組成按重量份如下：氯化丁基膠，100；炭黑N220，10；炭黑N330，50；環烷油，40；防老劑RD，1；防老劑4010NA，1；均勻劑40MSF，3；間接法氧化鋅，5；氧化鎂，0.5；促進劑BZ，1。

3.根據權利要求1所述的一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料，其組成按重量份如下：氯化丁基膠，100；炭黑N220，40；炭黑N330，20；環烷油，20；防老劑RD，3；防老劑4010NA，1；均勻劑40MSF，3；間接法氧化鋅，10；氧化鎂，0.15；促進劑BZ，2。

4.根據權利要求1所述的一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料，其組成按重量份如下：氯化丁基膠，100；炭黑N220，30；炭黑N330，30；環烷油，30；防老劑RD，1.5；防老劑4010NA，1.5；均勻劑40MSF，4.5；間接法氧化鋅，5；氧化鎂，0.25；促進劑BZ，2.5。

實施方式

實例1：

序號	組分	質量/分
1	氯化丁基膠	100
2	炭黑 N220	10
3	炭黑 N330	50
4	環烷油	40
5	防老劑 RD	1
6	防老劑 4010NA	1
7	均勻劑 40MSF	3
8	間接法氧化鋅	5
9	氧化鎂	0.5
10	促進劑 BZ	1

熱空氣老化120℃×70小時性能：硬度變化+5

拉伸強度變化率，-14.5％

扯斷伸長率變化率，-28.7％

動態試驗：頻率20赫茲，預載1毫米，振幅±0.5毫米，阻尼係數0.32。

實例2：

序號	組分	質量/分
1	氯化丁基膠	100
2	炭黑 N220	40
3	炭黑 N330	20
4	環烷油	20
5	防老劑 RD	3
6	防老劑 4010NA	1
7	均勻劑 40MSF	3
8	間接法氧化鋅	10
9	氧化鎂	0.15
10	促進劑 BZ	2

熱空氣老化120℃×70小時性能：硬度變化+6

拉伸強度變化率，-16.5％

扯斷伸長率變化率，-20.2％

動態試驗：頻率20赫茲，預載1毫米，振幅±0.5毫米，阻尼係數0.35；

實例3：

序號	組分	質量/分
1	氯化丁基膠	100
2	炭黑 N220	30
3	炭黑 N330	30
4	環烷油	30
5	防老劑 RD	1.5
6	防老劑 4010NA	1.5
7	均勻劑 40MSF	4.5

熱空氣老化120℃×70小時性能：硬度變化+8

拉伸強度變化率，-18.3％

扯斷伸長率變化率，-26.3％

動態試驗：頻率20赫茲，預載1毫米，振幅±0.5毫米，阻尼係數0.34。

實例4：

序號	組分	質量/分
1	氯化丁基膠	100
2	炭黑 N220	25
3	炭黑 N330	35
4	環烷油	35
5	防老劑 RD	2.5
6	防老劑 4010NA	3
7	均勻劑 40MSF	4
8	間接法氧化鋅	10
9	氧化鎂	0.5
10	促進劑 BZ	2.5

熱空氣老化120℃×70小時性能：硬度變化+7

拉伸強度變化率，-20.3％

扯斷伸長率變化率，-24.8％

動態試驗：頻率20赫茲，預載1毫米，振幅±0.5毫米，阻尼係數0.33。

實例5：

序號	組分	質量/分
1	氯化丁基膠	100
2	炭黑 N220	20
3	炭黑 N330	50
4	環烷油	40
5	防老劑 RD	1
6	防老劑 4010NA	2
7	均勻劑 40MSF	5
8	間接法氧化鋅	8
9	氧化鎂	0.3
10	促進劑 BZ	3

熱空氣老化120℃×70小時性能：硬度變化+8

拉伸強度變化率，-22.5％

扯斷伸長率變化率，-26.8％

動態試驗：頻率20赫茲，預載1毫米，振幅±0.5毫米，阻尼係數0.36。

榮譽表彰

2017年12月11日，《一種汽車減振產品用高阻尼橡膠配製原料》獲得第十九屆中國專利優秀獎。