[发明专利]一种减振橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及功能橡胶领域，涉及一种减振橡胶及其制备方法，特别是一种耐疲劳、低生热、耐老化减振橡胶，其在以NR橡胶为主的基胶基础上，通过在传统炭黑、白炭黑补强体系中并用改性芳纶浆粕，利用改性芳纶浆粕独特的高模量、高比表面积以及和橡胶分子良好的界面结合力等特性，降低橡胶分子网络的应力水平并提升材料抗裂纹扩展能力，同时可显著提升材料模量，从而改善NR基减振橡胶耐疲劳性能、生热性能；通过反应性防老剂与传统防老体系匹配使用，实现良好的协同作用，在控制成本的前提下大大提升材料的长期耐老化性能。

技术领域

本发明涉及功能橡胶领域，涉及一种减振橡胶及其制备方法，特别是一种耐疲劳、低生热、耐老化减振橡胶。

背景技术

天然橡胶(NR)在应变下有诱导结晶特性，是一种自补强橡胶，其综合性能优于众多合成橡胶，因此广泛应用于军、民多个工程领域的减振部件。但是，在动态服役环境中，很容易在循环应力作用下因疲劳、内部生热、老化，导致减振部件功能失效，因此提高橡胶材料的疲劳寿命及耐老化性能、降低生热对实际工程应用有着重要现实意义。

为了提高天然橡胶材料耐疲劳、耐老化性能，降低生热，国内外相关机构做了大量的研究工作，这些工作可以概括为：

1、传统填料表面改性

采用含有长脂肪族链的取代苯酚改性炭黑，用来增强天然橡胶，获得了耐屈挠疲劳性能较好和生热较低的橡胶材料。但该方法制备的橡胶材料硬度较低，与未改性的炭黑相比需要填充更多的填料才能满足制品硬度的要求。

2、采用大粒径炭黑

如日本专利采用大粒径的一种或多种炭黑配合制备了天然橡胶材料，其耐疲劳性明显提高，生热减少。但采用较大粒径的炭黑作为填料，对橡胶的补强效果较差，较难获得高硬度和高强度的橡胶材料。

3、采用不同的硫化体系

采用多硫键占大多数的普通硫化体系制备的天然橡胶材料抗疲劳性能最好，但采用该硫化体系的材料蠕变大；有效硫化体系虽可降低材料的蠕变，但会降低材料疲劳性能及力学强度。

4、加入小分子增塑剂

在天然橡胶中加入一定量的小分子增塑剂，可以降低材料在动态应力作用下的滞后，延长材料的使用寿命，但也降低了材料的力学性能，特别是添加的小分子增塑剂在长期应力的作用下容易迁移到材料的表面而失去降低滞后的效果。

5、采用多种防老剂并用

采用不同防老机理的多种传统防老剂并用，加入量少则防老化效果有限；加入量过多一方面会导致喷霜，影响产品外观，同时会因为迁移、抽出等影响长期的防老化效能。

动态使用条件下，橡胶减振部件除去对橡胶材料的疲劳寿命有很高的要求外对橡胶材料的强度及硬度也有一定要求。传统技术途径难以实现减振橡胶综合性能的平衡。如何进一步提高材料的疲劳寿命及耐热性，降低生热，且不牺牲材料的力学强度，成为一个技术瓶颈。

中国专利CN201010101666公开了一种耐疲劳天然橡胶纳米复合材料及其制备方法，其特点是采用有机纳米蒙脱土代替传统高结构炭黑填料，在硬度相同的情况下，以较少的填料用量，降低材料在动态载荷作用下的生热；利用纳米蒙脱土的层状结构有效阻止材料内部裂纹的产生及扩展，获得耐疲劳性能优异的天然橡胶材料，并且保持橡胶材料具有较高的断裂拉伸强度及断裂伸长率。但会导致材料回弹性、耐磨性下降；另外，制备方法需采用开炼工艺，存在粉尘飞扬、劳动强度高等问题，难以满足规模化生产需要。

中国专利CN1111117004公开了一种低动静比、高疲劳寿命橡胶材料及制备方法和应用，其特点是通过物理防老剂(防护蜡)和化学防老剂(防老剂4020、防老剂D和防老剂H的组合物)配合，提升防老化性能。其化学防老剂仅是物理分散于橡胶基体中，会因迁移等影响长期使用的防老化效果。