[发明专利]一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种天然橡胶‑丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。该天然橡胶‑丁苯橡胶组合物材料包括如下重量份的组分：86～94份天然橡胶、6～14份丁苯橡胶、4～10份活化剂A、0.5～2份活化剂B、3～6份防老剂、2～4.7份防护蜡、1～3份增粘剂、1～2份聚乙二醇、1～2份1.8～2.5份硅烷偶联剂、1～3份酰胺类润滑剂、30～45份炭黑、8～15份白炭黑、1.8～2.5份硫化剂、0.1～0.4份促进剂A和1.2～2.5份促进剂B。本发明得到的扭力梁衬套抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异，疲劳生热较平缓且易于散热，在极限工况下疲劳耐久寿命长；本发明的制备方法步骤简单、操作方便，适于工业化生产。

技术领域

本发明具体涉及一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。

背景技术

扭力梁式后悬架结构简单、质量小、易安装和拆装、占空间小，广泛用于前轮驱动的中小车型。后桥扭力梁用衬套(以下简称为“扭力梁衬套”)与车身相连，以衰减车轮扭转力、侧向力激励产生的振动传递。扭力梁衬套一般由内管骨架、外管骨架及内外骨架间的阻尼橡胶通过专用胶粘剂热硫化粘接而成。汽车行驶过程的加速、减速、转弯、颠簸等工况，会给扭力梁衬套施加极大的冲撞力、扭转力和摆转力，在这种情况下，扭力梁衬套起到万向铰链作用，然而，扭力梁衬套容易在汽车行驶过程中被撕裂、甚至断裂，可见扭力梁衬套远比多连杆后悬架衬套的工况苛刻。

为了最优兼顾操纵稳定性和乘坐舒适性，一般设计主载荷方向，即直径空心方向静刚度较低(一般刚度线性段不超过1000N/mm)。但台架疲劳试验极限激励载荷非常大。一般台架疲劳试验直径空心方向加载极限载荷达到10KN以上，甚至12KN，扭转角度达到±14°，摆转角度达到±5°。若扭力梁衬套结构中的阻尼橡胶承受撞击力、撕裂力非常大，则疲劳耐久试验过程生热显著，极容易引起高分子链段断开而疲劳失效，导致疲劳耐久寿命偏短。(针对“直径空心方向”、“扭转”和“摆转”做如下说明：一般在阻尼橡胶位置，内管两侧某一直径方向对称设计2个孔，以减小该向刚度值，该方向俗称“直径空心方向”，其垂向俗称“直径实心方向”，骨架管两端中心线方向俗称“轴向”，绕轴向运动方向俗称“扭转方向”，绕直径实心方向俗称“摆转方向”。)

现阶段，扭力梁衬套阻尼橡胶通常采用天然橡胶组合材料、或者天然橡胶与顺丁橡胶共混改性组合材料，这主要是应用天然橡胶优异的力学性能、应用顺丁橡胶的柔顺分子结构赋予组合材料的优异耐曲绕疲劳及疲劳生热相对较少的特性。采用高耐磨炭黑补强赋予组合物材料优异的力学特性，或高耐磨炭黑与半补强炭黑组合补强赋予组合物材料优异的力学特性且疲劳运动生热较少。目前研究人员通过优化扭力梁衬套结构造型以减缓拉、压变形过程产生应力的集中，增加橡胶厚度(增大热容)以减弱大载荷时橡胶内部激剧生热等措施，在一定程度上提高了扭力梁衬套的耐久寿命。但总体而言，这些常规采用的阻尼橡胶材料制作的扭力梁衬套的耐久寿命，特别是极限工况下的疲劳耐久寿命仍偏短。疲劳失效模式表现为撞击疲劳生热降解(橡胶变粘)、撕裂疲劳引起的裂口甚至断裂。

因此，研发一种抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异、疲劳生热较平缓且易于散热、在极限工况下疲劳耐久寿命长的用于扭力梁衬套的橡胶组合物材料，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实际所要解决的技术问题是为了克服现有技术中扭力梁式后悬架中用于扭力梁衬套的橡胶组合物材料的抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能较差、大载荷时橡胶内部激剧生热进而引起橡胶分子链断裂失效、以及在极限工况下疲劳耐久寿命短的缺陷，提供了一种天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料、其制备方法和应用。本发明的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料能够使包含其的扭力梁衬套具有抗撞击疲劳和抗撕裂疲劳性能优异，疲劳生热较平缓且易于散热，在极限工况下疲劳耐久寿命长的特性，同时，本发明的天然橡胶-丁苯橡胶组合物材料制备方法步骤简单、操作方便，适于工业化生产。