本發(fā)明涉及空氣彈簧領(lǐng)域，尤其涉及一種耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：汽車用空氣彈簧是汽車空氣懸掛的重要組成部分，與鋼板彈簧相比空氣彈簧可以提高汽車行駛的平順性，具有可變剛度等優(yōu)點(diǎn)。但是汽車在使用和停放過程中空氣彈簧會受到低溫環(huán)境、高溫老化和油污影響，而使空氣彈簧氣囊發(fā)生漏氣或破損失效。常規(guī)汽車用空氣彈簧氣囊膠料一般采用天然橡膠或氯丁橡膠，其中天然橡膠具有較好的耐低溫性能，但耐高溫性能和耐油性能較差；氯丁橡膠具有一定的耐油性能，但耐低溫性能和耐高溫性能較差。這些膠料雖然各自具有優(yōu)異的性能，但不能兼具耐油性能、耐高溫性能和耐低溫性能。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車用空氣彈簧的各項性能提出了更苛刻的性能要求，因此空氣彈簧膠料需要具有優(yōu)異的綜合性能。針對該問題，現(xiàn)有技術(shù)做了很多研究和改進(jìn)，如專利CN105754163A提供了一種汽車用耐油空氣彈簧膠料，但該種汽車用耐油空氣彈簧膠料解決了空氣彈簧的耐油問題，沒有解決空氣彈簧的耐低溫和耐高溫問題，其實際應(yīng)用過程總?cè)匀淮嬖诓荒偷蜏鼗虿荒透邷氐刃阅苌系娜毕?。因此，提供一種同時具有耐低溫、耐高溫并耐油性能且性能優(yōu)異的空氣彈簧膠料用于汽車，提高汽車的安全性能至關(guān)重要。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料及其制備方法,能夠同時提高汽車用空氣彈簧的耐低溫性能、耐高溫老化性能和耐油性能，從而顯著提高其使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是，耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料，包括按重量份計的如下組分：氯醚橡膠70-95份；順丁橡膠5-30份；炭黑50-100份；納米填料50-90份；增塑劑25-45份；防老劑3-6份；硬脂酸1-5份；硫化劑5-10份。優(yōu)選的，所述的汽車用空氣彈簧膠料由如下組分按重量份計組成：氯醚橡膠80份；順丁橡膠20份；炭黑75份；納米填料70份；增塑劑35份；防老劑6份；硬脂酸2.5份；硫化劑7份。優(yōu)選的，所述的氯醚橡膠為三元共聚氯醚橡膠。優(yōu)選的，所述炭黑為炭黑N550和炭黑N774的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比1:1.5混合而成。優(yōu)選的，所述納米填料為薄片狀結(jié)構(gòu)納米材料。優(yōu)選的，所述的增塑劑選用耐寒增塑劑TP-95。優(yōu)選的，所述的防老劑為防老劑445和石蠟的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比2:1混合而成。優(yōu)選的，所述的硫化劑為CaO、Pb3O4和硫化劑ETU的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比3:3:1混合而成。本發(fā)明另一方面提供了上述汽車用空氣彈簧膠料的制備方法，包括如下步驟：(1)：將密煉機(jī)溫度升至80℃以上；(2)：將氯醚橡膠、順丁橡膠和硬脂酸投入密煉機(jī)中，混煉0.5-1min；(3)：將防老劑、納米填料和1/2炭黑投入密煉機(jī)中，混煉2-3min；(4)：將剩余1/2炭黑和增塑劑加入密煉機(jī)中，混煉2-3min；(5)：當(dāng)膠料溫度升至105℃時排膠；(6)：在開煉機(jī)上將硫化劑加入密煉好的膠料中，薄通3遍、下片，輥溫50-60℃。本發(fā)明另一方面還提供了上述汽車用空氣彈簧膠料在制備耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧中的應(yīng)用。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明在滿足汽車空氣彈簧對膠料性能要求的基礎(chǔ)上有效的同時提高了膠料的耐老化性能(熱空氣老化和臭氧老化性能)、耐低溫性能(低溫脆性、壓縮耐寒系數(shù))和耐油性能(耐油體積變化率和耐油質(zhì)量變化率),顯著提高了汽車用空氣彈簧的使用壽命,降低了空氣彈簧的使用成本；2、本發(fā)明膠料生產(chǎn)的汽車空氣彈簧在-50℃低溫氣密性、常溫氣密性、滴油后疲勞性能明顯要好于傳統(tǒng)膠料生產(chǎn)的空氣彈簧。具體實施方式下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料，包括按重量份計的如下組分：氯醚橡膠70-95份；順丁橡膠5-30份；炭黑50-100份；納米填料50-90份；增塑劑25-45份；防老劑3-6份；硬脂酸1-5份；硫化劑5-10份。采用順丁橡膠與氯醚橡膠并用，能夠進(jìn)一步提高了膠料的耐低溫性能。同時在膠料中加入納米填料，利用納米填料特殊的納米結(jié)構(gòu)與膠料協(xié)同作用提高了膠料的抗疲勞性能和耐熱性能。從而使得本發(fā)明的汽車用空氣彈簧膠料能夠耐低溫、耐高溫并耐油抗老化。作為優(yōu)選的實施例，汽車用空氣彈簧膠料由如下組分按重量份計組成：氯醚橡膠80份；順丁橡膠20份；炭黑75份；納米填料70份；增塑劑35份；防老劑6份；硬脂酸2.5份；硫化劑7份。該組合物中，橡膠的總含量為100份，加入炭黑和納米填料提高膠料性能，再加入其他輔助物質(zhì)能夠保證汽車用彈簧膠料組合物在此配比下達(dá)到優(yōu)化的耐高溫、耐低溫和耐性效果?？梢岳斫獾氖?，本實施例只列舉了能夠獲得性能更為優(yōu)異的汽車用空氣彈簧膠料的其中一種配方，至于更多種的可行性配方，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在上述提供的配方范圍中根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為優(yōu)選的實施例，氯醚橡膠為三元共聚氯醚橡膠，是由環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧乙烷或它們和烯丙基縮水甘油醚三元共聚而成的彈性體材料。具有耐油、耐臭氧性能，耐熱性能比丁腈橡膠好，透氣性小。其加入后與硫化后其耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異的順丁橡膠配合得到的膠料兼具耐寒、耐熱和耐油的性能，同時配以其他組分對二者的性能進(jìn)行優(yōu)化和協(xié)同提升。作為優(yōu)選的實施例，炭黑為炭黑N550和炭黑N774的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比1:1.5混合而成。加入炭黑可幫助其達(dá)到理想的機(jī)械性能，從而保證膠料穩(wěn)定，炭黑N550易分散，能賦予膠料較高的挺性，而N774炭黑硫化膠伸長率高、生熱低、彈性高、耐老化性能良好。加入上述炭黑的混合物與氯醚橡膠和順丁橡膠配合硫化后，增加橡膠的各項性能。作為優(yōu)選的實施例，所述納米填料為薄片狀結(jié)構(gòu)納米材料。具體的，本發(fā)明的納米填料為納米填料GW-9，是福建長泰萬泰礦物制品有限公司對天然微小結(jié)晶粒子(厚度20-40nm，直徑1-2um)礦物材料經(jīng)過再聚集、組合形成一種高徑厚比的薄片狀結(jié)構(gòu)納米材料，其物性指標(biāo)如表1。納米填料GW-9的特殊片層結(jié)構(gòu)和比表面積給膠料提供了優(yōu)良的耐疲勞性能、耐熱性能和氣體阻隔性能。表1納米填料GW-9物性指標(biāo)作為優(yōu)選的實施例，增塑劑選用耐寒增塑劑TP-95。添加增塑劑能夠增大橡膠分子之間的距離，減少分子之間的作用力，并產(chǎn)生潤滑作用，使分子鏈之間容易滑動，同時也增加了橡膠大分子的柔順性。增塑劑是影響硫化膠耐寒性能最重要的配合劑之一，它的配合能夠大大的提高硫化膠的耐寒性，同時也能改善膠料的流動性和加工性。對于增塑劑而言，可優(yōu)選耐寒增塑劑TP-95，但是可以理解的是，增塑劑也可選用本領(lǐng)域其他的耐寒的增塑劑種類。作為優(yōu)選的實施例，防老劑為防老劑445和石蠟的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比2:1混合而成。添加一定量的防老劑可以保證橡膠的穩(wěn)定效果。作為優(yōu)選的實施例，硫化劑為CaO、Pb3O4和硫化劑ETU的混合物，按照重量分?jǐn)?shù)比3:3:1混合而成。硫化劑能顯著改善關(guān)聯(lián)性能，提高耐熱性，適用于高溫硫化體系，還能減少過氧化物的用量，防止膠料在加工過程中的焦燒。本發(fā)明的另一實施例還提供了耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料的制備方法，包括如下步驟：S1：將密煉機(jī)溫度升至80℃以上。本步驟中，將密煉機(jī)提升到一定溫度保證混煉方法的進(jìn)行。S2：將氯醚橡膠、順丁橡膠和硬脂酸投入密煉機(jī)中，混煉。本步驟中，先將橡膠進(jìn)行混煉，加入硬脂酸可以防止后期的粘輥現(xiàn)象，提高膠料混煉效率，避免影響膠料質(zhì)量。S3：將防老劑、納米填料和1/2炭黑投入密煉機(jī)中，混煉。本步驟中，加入防老劑和納米填料及部分炭黑混合完全，混煉可以將提高填料與橡膠的分散，提高膠料性能。S4：將剩余1/2炭黑和增塑劑加入密煉機(jī)中，混煉。本步驟中，加入剩余炭黑和增塑劑組分混合完全，混煉可以將膠料的性能進(jìn)行融合和提升。S5當(dāng)膠料溫度升至105℃時排膠。本步驟中，溫度升高，膠料混煉完成，進(jìn)行排膠，進(jìn)行下一步的處理。S6：在開煉機(jī)上將硫化劑加入密煉好的膠料中，薄通、下片，輥溫50-60℃。在本步驟中，加入硫化機(jī)進(jìn)行硫化，進(jìn)一步提升膠料的性能。作為可選的實施例，步驟S2混煉的時間可以為0.5-1min，步驟S3混煉的時間可以為2-3min，步驟S4混煉的時間可以為2-3min，步驟S6薄通的次數(shù)可以為3次，上述參數(shù)的設(shè)置時為了保證膠料的性能，具體的混煉時間可以依據(jù)物料的量進(jìn)行調(diào)整，薄通的次數(shù)也是可以根據(jù)膠料的成型情況作出的調(diào)整。本發(fā)明的另一實施例還提供了耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料在制備汽車用空氣彈簧中的應(yīng)用，尤其是用于汽車用空氣彈簧氣囊。為了更清楚詳細(xì)地介紹本發(fā)明實施例所提供的耐低溫、耐高溫并耐油的汽車用空氣彈簧膠料，以下將結(jié)合具體實施例進(jìn)行說明。實施例1汽車用空氣彈簧膠料，其組成及質(zhì)量配比為：氯醚橡膠80份；順丁橡膠20份；炭黑N55030份；炭黑N77445份；納米填料GW-970份；增塑劑TP-9535份；防老劑4454份；石蠟2份；硬脂酸2.5份；CaO3份；Pb3O43份；硫化劑ETU1份。耐寒增塑劑TP-95為己二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯，購買廠家：浩思特化學(xué)品(上海)有限公司,批號：1A1837004662。其制備工藝步驟如下：步驟1：將密煉機(jī)溫度升至80℃以上；步驟2：將氯醚橡膠、順丁橡膠和硬脂酸投入密煉機(jī)中，混煉0.5-1分鐘；步驟3：將防老劑、納米填料GW-9和1/2炭黑投入密煉機(jī)中，混煉2-3min；步驟4：將剩余1/2炭黑和增塑劑加入密煉機(jī)中，混煉2-3min；步驟5：當(dāng)膠料溫度升至105℃排膠；步驟6：在開煉機(jī)上將硫化劑加入密煉好的膠料中，薄通3遍、下片，輥溫50-60℃。對比例1：傳統(tǒng)汽車空氣彈簧膠料，橡膠種類不同，硫化劑種類不同，其主要原材料組成及質(zhì)量配比為：氯丁橡膠100份；炭黑N55030份；炭黑N77445份；納米填料GW-970份；增塑劑TP-9535份；防老劑A4份；石蠟2份；ZnO5份；MgO3份；硫化劑ETU1份。本發(fā)明橡膠材料與傳統(tǒng)橡膠材料基本性能對比如表2所示。表2膠料基本性能對比從表2中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明膠料在不影響其它性能的基礎(chǔ)上明顯的提高了膠料的耐油性能、熱空氣老化性能和耐低溫性能。本發(fā)明膠料生產(chǎn)的汽車空氣彈簧與傳統(tǒng)膠料生產(chǎn)的汽車空氣彈簧性能對比如表3所示。表3汽車用空氣彈簧性能對比從表3汽車用空氣彈簧性能對比試驗可以看出，由于氯醚橡膠存在主鏈氯醚和極性側(cè)基，提高了空氣彈簧的氣密性、耐低溫性能、耐油性能和氣囊簾布層間粘合強(qiáng)度。實施例2：一種汽車用空氣彈簧膠料，其組成及質(zhì)量配比為：氯醚橡膠95份；順丁橡膠5份；炭黑N55020份；炭黑N77430份；納米填料GW-950份；增塑劑TP-9525份；防老劑4452份；石蠟1份；硬脂酸1份；CaO2.2份；Pb3O42.2份；硫化劑ETU0.7份。制備方法如實施例1所述。對比例2，傳統(tǒng)汽車空氣彈簧膠料不添加納米填料，其主要原材料組成及質(zhì)量配比為：氯醚橡膠100份；炭黑N55070份；增塑劑DOP15份；防老劑4452份；石蠟1份；硬脂酸1份；CaO2.2份；Pb3O42.2份；硫化劑ETU0.6份。本發(fā)明橡膠材料與傳統(tǒng)橡膠材料基本性能對比如表4所示。表4膠料基本性能對比從表4中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明膠料在不影響耐油性能、熱空氣老化性能混入臭氧老化性能的基礎(chǔ)上明顯的提高了膠料的耐低溫性能和疲勞性能(屈撓龜裂)。上述膠料生產(chǎn)的汽車空氣彈簧與傳統(tǒng)膠料生產(chǎn)的空氣彈簧性能對比如表5所示。表5汽車用空氣彈簧性能項目單位對比例2實施例2空氣彈簧24h內(nèi)壓降MPa0.0050空氣彈簧爆破壓力MPa2.42.5空氣彈簧氣囊簾布層間粘合強(qiáng)度kN/m6.27.8空氣彈簧疲勞試驗萬次250320滴油后空氣彈簧疲勞試驗萬次230310空氣彈簧-50℃氣密性/漏氣不漏氣從表5汽車用空氣彈簧性能對比試驗可以看出，由于在配方中加入順丁橡膠和納米填料GW-9，提高了空氣彈簧的氣密性、耐低溫性能和疲勞性能。實施例3：一種汽車用空氣彈簧膠料，其組成及質(zhì)量配比為：氯醚橡膠70份；順丁橡膠30份；炭黑N55040份；炭黑N77460份；納米填料GW-990份；增塑劑TP-9545份；防老劑4454份；石蠟2份；硬脂酸5份；CaO4份；Pb3O44份；硫化劑ETU2份。制備方法如實施例1所述，對比例3：傳統(tǒng)汽車空氣彈簧膠料，不添加納米填料和增塑劑，其主要原材料組成及質(zhì)量配比為：天然橡膠70份；順丁橡膠30份；炭黑N55040份；炭黑N77460份；環(huán)烷油25份；防老劑RD4份；石蠟2份；硬脂酸5份；硫黃2.5份；促進(jìn)劑CZ1.2份。本發(fā)明實施例3的膠料與對比例3傳統(tǒng)橡膠材料基本性能對比如表6所示。表6膠料基本性能對比從表6中數(shù)據(jù)可以看出，由于氯醚橡膠與納米填料GW-9的協(xié)同作用，提高了膠料的耐油性能、耐老化性能和耐臭氧性能。上述膠料生產(chǎn)的汽車空氣彈簧與傳統(tǒng)膠料生產(chǎn)的空氣彈簧性能對比如表7所示。表7汽車用空氣彈簧性能從表7汽車用空氣彈簧性能對比試驗可以看出，所研制的新配方提高了空氣彈簧的氣密性、耐低溫性能、耐油性能和氣囊簾布層間粘合強(qiáng)度。綜上，本發(fā)明的汽車用空氣彈簧膠料制備的空氣彈簧比現(xiàn)有的空氣彈簧膠料制備得到空氣彈簧性能良好，并顯著提高了空氣彈簧的氣密性、耐低溫、耐高溫以及耐油性能,延長了空氣彈簧的使用壽命,減低了汽車用空氣彈簧的成本。當(dāng)前第1頁1 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