專利名稱：耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，屬于橡膠技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車排氣管吊環(huán)主要作用是固定排氣管，減少排氣管在運動時產(chǎn)生的震動，防止 排氣管與汽車底盤之間的碰撞。因為吊環(huán)主要作用是減振和隔振，所以一般使用高分子彈 性材料，也就是橡膠。由于排氣管溫度較高，一般在70到120度之間，有甚者可達到150到 175度左右，所以對耐高溫有很高的要求。其次在使用過程中吊環(huán)受力拉伸和不斷往復(fù)的運 動，造成吊環(huán)斷裂損壞，所以又要求吊環(huán)有一定的疲勞強度以保證耐久性。綜合考慮吊環(huán)使 用接觸的高溫以及暴露在外的耐候性、耐臭氧性以及橡膠成本，較適合的材料為三元乙丙 橡膠，目前國內(nèi)外汽車廠也都在使用。三元乙丙橡膠強度低，用硫磺硫化耐熱最高達到125 度，用過氧化物硫化耐熱最高也只能達到150度。且用過氧化物硫化相對強度更低，會大大 降低疲勞壽命，生產(chǎn)工藝性也不好。再者排氣管吊環(huán)要求較低的動剛度以降低排氣管傳遞 給車身的震動和避免共振，這就需要配方設(shè)計成低硬度的橡膠。而橡膠硬度的限制較大影 響了橡膠強度的提升，進一步造成排氣管吊環(huán)性能的研發(fā)難度，由此引起售后索賠的趨勢 在不斷增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種兼具較高的耐高溫性能和耐疲勞強度的汽車排氣管吊 環(huán)用橡膠。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡 膠，其特征在于，由充油三元乙丙橡膠70-85重量份、非充油三元乙丙橡膠15-30重量份、苯 并咪唑類防老劑1. 5-2重量份、對苯二胺類防老劑1-2重量份、二氫化喹啉類防老劑1. 5-3 重量份、石蠟0. 5-1重量份、活性劑8-12重量份、硬脂酸3-4. 5重量份、補強劑35-50重量 份、增塑劑10-20重量份、硫化劑1. 25-1. 75重量份以及促進劑5-7. 1重量份制成。所述的促進劑優(yōu)選為秋蘭姆類促進劑、二硫代氨基甲酸鹽類促進劑、噻唑類促進 劑以及次磺酰胺類促進劑中的一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)低硫有效硫化體系的 合理配比相比過氧化物硫化耐熱性絲毫不差，特別是多種促進劑的選用及合理并用能明顯 提高橡膠強度，并提高了耐熱性。所述的促進劑優(yōu)選為二硫化四甲基秋蘭姆和二硫化四乙基秋蘭姆的混合物，二丁 基二硫代氨基甲酸鋅、N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化二苯并噻唑的混合物，或 它們的組合。采用耐熱和壓縮變形較好的二硫化四甲基秋蘭姆(其有效硫含量約為13. 3%) 與耐熱性更好的二硫化四乙基秋蘭姆(其有效硫含量約為11%)之間的并用，由于這二種 促進劑都含有有效硫，所以能顯著提高橡膠強度和疲勞強度。二丁基二硫代氨基甲酸鋅、 N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化二苯并噻唑的有效混合，有效地活化了整個硫化 體系。因二丁基二硫代氨基甲酸鋅既是促進劑又兼有防老劑作用，更是噻唑和次磺酰胺類促進劑的良好活性劑，并用在一起達到更佳的協(xié)同效應(yīng)。所述的硫化劑優(yōu)選為硫磺、橡膠用含硫化合物或它們的混合物。所述的橡膠用含 硫化合物優(yōu)選為二硫化二嗎啡啉。將上述促進劑與硫速平緩的二硫化二嗎啡啉(其有效硫 含量約為27%)并用，可以更進一步提高橡膠強度，且硫化平坦性得到較好的改善。所述的苯并咪唑類防老劑優(yōu)選為2-硫醇基苯并咪唑。所述的對苯二胺類防老劑 優(yōu)選為N-異丙基-N’-苯基對苯二胺或N- (1，3_ 二甲基丁基)-N’_苯基對苯二胺。所述 的二氫化喹啉類防老劑優(yōu)選為2，2，4_三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合物(防老劑RD)。本發(fā) 明發(fā)現(xiàn)使用抗氧劑2-硫醇基苯并咪唑與防老劑2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物并 用耐熱性極佳，再加入N- (1，3_ 二甲基丁基)-N’ -苯基對苯二胺或N-異丙基-N’ -苯基 對苯二胺后達到更好的協(xié)同效應(yīng)。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)在相同配方條件下，活性劑和硬脂酸用量的增加可提高橡膠交聯(lián)密 度和抗返原性，從而改善耐熱性。所述的活性劑優(yōu)選活性氧化鋅。所述的充油三元乙丙橡膠優(yōu)選為V3666。所述的 非充油三元乙丙橡膠優(yōu)選為778Z。所述的補強劑優(yōu)選為N-330碳黑。所述的增塑劑優(yōu)選為 石蠟油2280。本發(fā)明的優(yōu)點是成本低，不需要加入特殊昂貴的的材料，也不需要特殊的加工工 藝。整個生產(chǎn)過程操作方便，所用原材料易于采購，所得橡膠具有極佳的耐高溫耐疲勞性 能。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例1-6中所用的V3666由美國?？松?孚公司生產(chǎn)；所用的778Z由荷蘭DSM公司生產(chǎn)；所用的2-硫醇基苯并咪唑由上海敦煌化工 廠生產(chǎn)；所用的N-異丙基-N’ -苯基對苯二胺、N- (1，3-二甲基丁基)-N’ -苯基對苯二胺 以及2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物由中國石化南京化工廠生產(chǎn)；所用活性氧化鋅 由廣東臺翔化工有限公司生產(chǎn)；所用硬脂酸由上海延安油脂化工廠生產(chǎn)；所用的N-330碳 黑由上?？ú┨靥己趶S生產(chǎn)；所用的石蠟油2280由上海錦輝潤滑油廠生產(chǎn)；所用的二硫化 二嗎啡啉由上海邦德實業(yè)有限公司生產(chǎn)；所用的二硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋蘭 姆以及二丁基二硫代氨基甲酸鋅由浙江黃巖浙東橡膠助劑有限公司生產(chǎn)；所用的二硫化二 苯并噻唑由中國石化南京化工廠生產(chǎn)；所用的N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺由上海橡 膠助劑廠生產(chǎn)。實施例1
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 85份；778Z 15份；2-硫醇基苯并咪唑2份；N-異丙基-N，-苯基對苯二胺 2份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物1. 5份；活性氧化鋅12份；硬脂酸4份；石蠟 0. 5份；N-330碳黑50份；石蠟油2280 15份；硫磺0. 25份；二硫化二嗎啡啉1. 5份；二硫 化四甲基秋蘭姆1. 2份；二硫化四乙基秋蘭姆0. 8份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1份；二硫 化二苯并噻唑0. 5份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 5份。上述組合物的制備可以采用開煉機混煉或密煉機混煉，其步驟如下
開煉機混煉將778Z和V3666同時放入開煉機混合，待壓軟成片后添加活性劑、硬脂酸、防老劑和石蠟，120s后加入一半的補強劑和增塑劑，150s后加入剩下的一半補強劑， 180s后下片停放，其中開煉機溫度為50 - 120°C。開煉機加硫?qū)⒁欢位鞜捘z壓軟后加入硫化劑和促進劑，240秒后下片。過程要求 至少薄通三次并打三個三角包，開煉機輥筒溫度控制在50 70°C。密煉機混煉將778Z和V3666同時投入密煉機混合，30s后同時投入活性劑、硬脂 酸防老劑和石蠟，40s后投入補強劑和增塑劑，200s后排膠下片停放。其中密煉室溫度為 60 ⑴ 130°C。密煉機加硫?qū)⒁欢位鞜捘z投入到密煉機，20s后同時投入硫化劑和促進劑， 180s后排膠在開煉機上薄通下片停放。開煉機過程要求至少薄通三次并打三個三角包，其 中密煉室溫度為60 80°C、開煉機輥筒溫度為50 70°C。實施例2
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 80份；778Z 20份；2-硫醇基苯并咪唑1. 5份；N-異丙基-N，-苯基對苯二 胺1. 5份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物2份；活性氧化鋅10份；硬脂酸3. 5份； 石蠟1份；N-330碳黑45份；石蠟油2280 15份；硫磺0. 3份；二硫化二嗎啡啉1. 2份；二 硫化四甲基秋蘭姆1. 5份；二硫化四乙基秋蘭姆1份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1份；二硫 化二苯并噻唑0. 8份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 5份。制備方法與實施例1相同。實施例3
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 70份；778Z 30份；2-硫醇基苯并咪唑1. 5份；N-異丙基-N，-苯基對苯二 胺1份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物3份；活性氧化鋅8份；硬脂酸3份；石蠟 1份；N-330碳黑35份；石蠟油2280 10份；硫磺0. 25份；二硫化二嗎啡啉1份；二硫化四 甲基秋蘭姆1. 2份；二硫化四乙基秋蘭姆1. 6份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1. 5份；二硫化 二苯并噻唑1份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 8份。制備方法與實施例1相同。實施例4
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 80份；778Z 20份；2-硫醇基苯并咪唑2份；N-異丙基-N，-苯基對苯二胺 1. 5份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物2份；活性氧化鋅12份；硬脂酸4. 5份；石 蠟0. 5份；N-330碳黑50份；石蠟油2280 20份；硫磺0. 35份；二硫化二嗎啡啉1份；二硫 化四甲基秋蘭姆0. 8份；二硫化四乙基秋蘭姆1. 5份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1. 5份；二 硫化二苯并噻唑1. 2份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0. 8份。制備方法與實施例1相同。實施例5
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 75份；778Z 25份；2-硫醇基苯并咪唑2份；N-異丙基-N，-苯基對苯二胺 1份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物2. 5份；活性氧化鋅11份；硬脂酸4份；石蠟 1份；N-330碳黑45份；石蠟油2280 20份；硫磺0. 3份；二硫化二嗎啡啉1. 2份；二硫化四甲基秋蘭姆0. 8份；二硫化四乙基秋蘭姆1. 5份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1份；二硫化二 苯并噻唑1份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 8份。制備方法與實施例1相同。實施例6
一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，由如下以重量份計的原料制成 V3666 70份；778Z 30份；2-硫醇基苯并咪唑1. 5份；N-異丙基-N，-苯基對苯二胺 2份；2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物2份；活性氧化鋅10份；硬脂酸3. 5份；石蠟 0. 5份；N-330碳黑40份；石蠟油2280 15份；硫磺0. 25份；二硫化二嗎啡啉1. 3份；二硫 化四甲基秋蘭姆1. 5份；二硫化四乙基秋蘭姆0. 7份；二丁基二硫代氨基甲酸鋅1. 5份；二 硫化二苯并噻唑0. 8份以及N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1. 5份。制備方法與實施例1相同。將實施例1-6所得的橡膠制成汽車排氣管吊環(huán)，做拉伸疲勞實驗，實驗條件為預(yù) 加載500N，振幅士 8mm，頻率6HZ，疲勞100萬次后橡膠無破裂。實施例1-6中橡膠老化實驗在150°C X72h條件下拉伸強度變化率不超過25% ； 在175°C X72h條件下拉伸強度不超過35%。因此，本發(fā)明可以使三元乙丙橡膠在150°C和 175°C條件下長期使用，而現(xiàn)有的三元乙丙橡膠老化實驗基本在150°C X72h條件下拉伸強 度變化率達到50%以上，1750C X72h條件下達到75%以上。備注橡膠熱老化實驗方法參照SAE J200中A27標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，由充油三元乙丙橡膠 70-85重量份、非充油三元乙丙橡膠15-30重量份、苯并咪唑類防老劑1. 5-2重量份、對苯 二胺類防老劑1-2重量份、二氫化喹啉類防老劑1. 5-3重量份、石蠟0. 5-1重量份、活性 劑8-12重量份、硬脂酸3-4. 5重量份、補強劑35-50重量份、增塑劑10_20重量份、硫化劑 1. 25-1. 75重量份以及促進劑5-7. 1重量份制成。
2.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 促進劑為秋蘭姆類促進劑、二硫代氨基甲酸鹽類促進劑、噻唑類促進劑以及次磺酰胺類促 進劑中的一種或兩種以上的混合物。
3.如權(quán)利要求2所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 促進劑為二硫化四甲基秋蘭姆和二硫化四乙基秋蘭姆的混合物，二丁基二硫代氨基甲酸 鋅、N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺和二硫化二苯并噻唑的混合物，或上述兩種混合物的 組合。
4.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 硫化劑為硫磺、橡膠用含硫化合物或它們的混合物。
5.如權(quán)利要求4所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 橡膠用含硫化合物為二硫化二嗎啡啉。
6.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 苯并咪唑類防老劑為2-硫醇基苯并咪唑。
7.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 對苯二胺類防老劑為N-異丙基-N’ -苯基對苯二胺或N- (1，3- 二甲基丁基)-N’ -苯基對 苯二胺。
8.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 二氫化喹啉類防老劑為2，2，4-三甲基-1，2- 二氫化喹啉聚合物。
9.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 活性劑為活性氧化鋅，補強劑為N-330碳黑，增塑劑為石蠟油2280。
10.如權(quán)利要求1所述的耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，所述的 充油三元乙丙橡膠為V3666，非充油三元乙丙橡膠為778Z。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐高溫耐疲勞的汽車排氣管吊環(huán)用橡膠，其特征在于，由充油三元乙丙橡膠70-85重量份、非充油三元乙丙橡膠15-30重量份、苯并咪唑類防老劑1.5-2重量份、對苯二胺類防老劑1-2重量份、二氫化喹啉類防老劑1.5-3重量份、石蠟0.5-1重量份、活性劑8-12重量份、硬脂酸3-4.5重量份、補強劑35-50重量份、增塑劑10-20重量份、硫化劑1.25-1.75重量份以及促進劑5-7.1重量份制成。本發(fā)明的優(yōu)點是成本低、所得橡膠兼具較高的耐高溫性能和耐疲勞壽命。
文檔編號C08K3/06GK102002196SQ20101061889
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者田中龍 申請人:上海眾力汽車部件有限公司