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原材料与配方 孙冬冬 等·耐高温减振橡胶配方的研究

耐高温减振橡胶配方的研究

孙冬冬，李吉刚
( 青岛四方车辆研究所有限公司，山东 青岛 266031)

摘要 ： 开发了一种可在 80℃以上长期使用，低滞回、高回弹的耐高温减振橡胶配方，以解决天然橡胶在某些高温工况下寿命
不足的问题。研究了不同牌号的生胶体系、不同硫化体系对胶料耐高温性能以及阻尼性能的影响。选用耐高温、弹性好的生胶进
行混用，改善了混炼工艺。研究了耐高温减振橡胶与金属的黏结强度，以及高温老化对不同胶种跟金属黏结强度的影响。开发的
耐高温减振橡胶配方，常温下的力学性接近天然橡胶，耐热老化性能优于天然橡胶，常温及高温下与金属的黏结强度均优于天然
橡胶，70℃下的压缩永久变形率与天然橡胶接近，同时损耗角正切值与天然橡胶相当。
关键词 ： 低滞回 ; 耐高温减振橡胶 ；黏结强度 ；压缩永久变形 ；损耗角正切值
中图分类号 ： TQ330.11 文章编号 ： 1009-797X(2019)13-0013-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.13.003

天然橡胶凭借其高弹性、低生热和抗撕裂性在工 EPDM ： Keltan 9650Q，德国阿朗新科公司 ；其余原
业领域中有广泛应用，但在高温环境下长期使用时， 材料均为市售工业品。
其橡胶主链上的不饱和键使其容易遇臭氧、氧气发生 1.2 基本配方
分解，热量能极大地提高氧与自由基之间的反应 [1] 。 基本配方 ：生胶，100 份 ；氧化锌，5 份 ；石 蜡
温度每升高 10℃，氧与橡胶分子之间的反应速率就会 油，15 份 ；硬脂酸，1 份 ；防 RD，1 份 ；炭黑，90 份；
提高一倍，当温度从室温升至 70℃时，该反应速率会 DCP，2 份； TAIC，0.5 份； S-80，0.2 份。
有大约 50 倍的增幅。硫化天然橡胶在经受高温时出现 1.3 试样制备
裂纹并变脆破坏，使其丧失功能。使用橡胶助剂仅能 在 3L 密炼机内加入生胶混炼均匀后，加入氧化
放缓这一过程，不能解决长期使用问题。 锌、硬脂酸、防 RD 后继续混炼 3 min，混炼均匀后
2015 年 7 月 6 日，特殊化学品集团阿朗新科公司 加入一半的炭黑跟石蜡油混炼 2 min，再加入剩余的
开发出一款在性能上可以与天然橡胶媲美的三元乙丙 炭黑混炼均匀后排出生胶，在开炼机下片后停放。生
橡胶 ——Keltan 9565Q，与天然橡胶相比，其具有更 胶停放 24 h 以后在开炼机内混炼 2 min，加入 DCP、
好的耐老化性能。Keltan 9565Q 超高的分子量使得它 TAIC 以及 S-80 混炼 3 min，排胶在开炼机上薄通 3
具有和天然橡胶类似的极高的强度和弹性。而且，作 遍后出片待用。
为一种饱和聚合物，这款新产品保留了三元乙丙橡胶 裁取试片并硫化，硫化条件为 170 ℃ ×15 min，
的耐热性、耐候性和耐臭氧性。因此，Keltan 9565Q 压力为 10 MPa。
在耐热老化方面优于天然橡胶，尤其是在高动态应用 将黏结用的 45# 钢试件表面喷砂除去表面的锈，
中。 再用乙酸乙酯清洗干净，晾干置于 70℃的烘箱中烘 2 h。
但 Keltan 9565Q 在填料填充后的混炼工艺性比 胶黏剂为美国洛德公司生产，按照两遍底涂，两遍面
较差，母胶混炼后下片困难容易散料，这就限制了其 涂的方式涂在金属骨架表面，每次涂覆并干燥后再进
应用。为解决上述问题，通过掺用其他牌号的生胶， 行下次涂覆，待胶黏剂全部干燥后硫化。
优化硫化体系，开发了耐高温减振橡胶配方。 1.4 性能测试
邵尔 A 硬度按 GB/T 531.1—2008 进行测试 ；拉
1 实验部分
作者简介 ：孙冬冬（1986-），男，工程师，主要从事橡胶
1.1 主要原料
配方与工艺的研究。
EPDM ： Keltan 9565Q，德国阿朗新科公司 ； 收稿日期 ：2018-12-17

年
2019 第 45 卷 ·13·