耐寒性橡胶组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及橡胶组合物，该橡胶组合物用于铁路车辆用空气弹簧中，尤其是用于 空气弹簧等的隔膜部分中，并且该橡胶组合物具有能够耐受在寒冷气候中使用的优异耐寒 性、优异的耐臭氧性、以及在橡胶-橡胶接合部处的优异粘合性和接合性。
【背景技术】
[0002] 在铁路车辆等中，空气弹簧用于减轻由车轮施加至车辆的振动等，从而使得可提 供舒适的乘坐感受。铁路车辆用空气弹簧具有（例如）专利文献1中图1至图4所示的 结构，包括：由橡胶制成的内筒（底板）、外筒（顶板）、将内外筒之间的间隙密封的隔膜部 分、以及为了使放气时舒适的乘坐感受的变差程度得以减轻而设置的层压橡胶（限位橡胶 (stopper rubber))。隔膜部分是通过将多个橡胶片和增强帘线（经纤维帘线增强的橡胶 片）粘结在一起，并且该隔膜部分将压缩空气限制于其中。在空气弹簧中，隔膜部分主要具 有减震功能并减轻施加至车辆的振动。
[0003] 铁路车辆有时可用于寒冷气候中。在这种情况中，期望的是，空气弹簧具有能够耐 受在寒冷气候中使用的优异耐寒性，例如，期望具有这样的特性：即使在低温环境下橡胶弹 性的降低也较小，并且不会产生裂纹等。
[0004] 作为即使在低温下仍具有令人满意的机械强度的耐寒性成形橡胶（密封圈 (packing)、垫圈、密封件等），专利文献2披露了这样一种耐寒性橡胶，其是通过使用如下 材料作为起始材料而获得的，这些材料为：1〇〇重量份的苯乙烯-丁二烯橡胶（SBR)、30重 量份至50重量份的吸碘值为80mg/g至130mg/g的炭黑、10重量份至30重量份的环烷烃系 加工油、1重量份至2重量份的硫、以及硫化促进剂（权利要求1)。该专利文献中描述了尽 管单独使用SBR难以同时获得耐寒性和机械强度，但是通过使用吸碘值在上述范围内的炭 黑并使用迟效性促进剂（如次磺酰胺系促进剂）作为硫化促进剂，可改善耐寒性而不降低 机械强度。该专利文献描述了还可在其中配合天然橡胶（NR)、丁二烯橡胶（BR)、氯丁橡胶 (CR)等。
[0005] 具有优异耐寒性的空气弹簧用橡胶组合物的例子包括NR/聚丁二烯橡胶（BR)混 合物（混合比：NR彡BR)。专利文献3披露了通过向含有NR和BR作为主要橡胶成分的空 气弹簧用橡胶组合物中引入预定量的乙烯-a-烯烃-二烯共聚物橡胶（EPDM)而获得的橡 胶组合物；专利文献4披露了通过向含有NR和BR作为主要橡胶成分的空气弹簧用橡胶组 合物中引入预定量的聚氯丁橡胶（CR)而获得的橡胶组合物。这些橡胶组合物均包含具有 优异耐寒性的NR/BR混合物（混合比：NR彡BR)作为基体，使预定量的EPDM或CR与该NR/ BR混合物配合，从而赋予耐臭氧性。据称，这使得可获得具有优异耐寒性和优异耐臭氧性的 空气弹簧用橡胶组合物。
[0006] 引用列表
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利No. 3866520
[0009] 专利文献2 :日本未审查专利申请公开No. 2003-119321
[0010] 专利文献3 :日本未审查专利申请公开No. 2009-215541
[0011] 专利文献4 :日本未审查专利申请公开No. 2010-13504
【发明内容】
[0012] 技术问题
[0013] 然而，在专利文献2至4中所披露的橡胶（组合物）中，根据动态臭氧劣化测试 (JIS K6259)测量的耐臭氧性不足，从而期望改善耐臭氧性。在动态臭氧劣化测试中，将样 品暴露于含有固定浓度的臭氧的空气中同时对其施加反复的应变，评价橡胶中裂纹的发生 情况。该评价是在接近于实际使用条件的环境中进行的。（专利文献3和4中的耐臭氧性 测试据认为是静态臭氧劣化测试，其不一定对应于实际使用环境）因此，下文中所述的"耐 臭氧性"是指动态耐臭氧性。此外，术语"耐寒性"只用于描述即使在低温下橡胶弹性的降 低也较小并且不会产生裂纹等，具体地，根据JIS K6261确定的脆化温度较低。
[0014] 空气弹簧的隔膜部分是通过将多个橡胶片和增强帘线粘结在一起并随后进行硫 化而形成的。因此，为了防止在使用空气弹簧时橡胶片之间发生分离，需要硫化橡胶片之间 具有强接合力（橡胶-橡胶接合力）。尤其是，在低温下，据认为应力集中于橡胶-橡胶接 合部，这容易造成分离，因此需要加强橡胶-橡胶接合力。此外，在制造隔膜部分的工艺中， 在硫化步骤之前（即，在将未硫化的橡胶片粘结在一起以形成预定形状的步骤中），需要进 行临时固定从而使橡胶片不会发生分离。因此，处于未硫化状态的橡胶片之间也需要具有 优异的"粘合性"（临时接合力）。
[0015] 本发明的目的是提供一种橡胶组合物，该橡胶组合物能够适用于在寒冷气候中使 用的车辆用空气弹簧中，具有优异的耐臭氧性（通过动态臭氧劣化测试测量）和优异的耐 寒性，并且还具有优异的橡胶-橡胶接合力和粘合性。
[0016] 解决问题的手段
[0017] 根据本发明的第一实施方案，提供了一种耐寒性橡胶组合物，其包含丁二烯橡胶 (BR)、氯丁二烯橡胶（CR)和天然橡胶（CR)，其中相对于合计为100质量份的所述BR、CR和 NR，所述BR的含量为10质量份至35质量份，所述CR的含量为50质量份至75质量份，并 且所述NR的含量为10质量份至35质量份。
[0018] 根据本发明的第二实施方案，在根据本发明第一实施方案的耐寒性橡胶组合物 中，所述NR中的一部分被选自由苯乙稀-丁二稀橡胶（SBR)和丁腈橡胶（丙稀腈丁二稀橡 胶：NBR)所构成的组中的至少一种特定橡胶代替。根据本发明的第二实施方案，相对于合 计为100质量份的所述BR、CR、NR和所述特定橡胶，所述BR的含量为10质量份至35质量 份，所述CR的含量为50质量份至75质量份，并且所述NR和所述特定橡胶的总含量为10 质量份至35质量份；相对于所述NR和所述特定橡胶的总含量，所述特定橡胶的含量优选为 10质量％至60质量％。
[0019] 发明的有益效果
[0020] 根据本发明的第一实施方案，提供了一种橡胶组合物，该橡胶组合物具有优异的 耐臭氧性和优异的耐寒性，其在空气弹簧的制造过程中具有优异的橡胶-橡胶粘合性和橡 胶-橡胶接合力，并且其能够适用于制造在寒冷气候中使用的车辆的空气弹簧。
[0021] 根据本发明的第二实施方案，提供了一种橡胶组合物，该橡胶组合物具有优异的 耐臭氧性和优异的耐寒性，并且其具有更优异的橡胶-橡胶接合力（与第一实施方案相 比）。因此，当将该橡胶组合物用于形成空气弹簧时，由于可提供耐臭氧性、耐寒性、优异的 橡胶-橡胶粘合性、以及可防止已硫化后的隔膜的橡胶片之间发生分离的更强的橡胶-橡 胶接合力，因而该橡胶组合物可更适于制造在寒冷气候中使用的车辆的空气弹簧。
【具体实施方式】
[0022] 下面将基于具体例子等对实施第一和第二实施方案的优选实施方案进行说明。然 而，本发明的第一和第二实施方案并不局限于这些优选实施方案和具体例子，本发明的范 围旨在由随附的权利要求书限定，并且包括等同于权利要求的含义和范围内的所有变化。
[0023] 本发明人进行了深入研宄，结果发现在通过如下方式获得的橡胶组合物中，可获 得具有优异耐臭氧性和优异耐寒性、并且具有优异的橡胶-橡胶接合力和橡胶-橡胶粘合 性的橡胶，其中上述橡胶组合物是通过将BR、CR和NR混合、将CR设定为主要成分、并将其 混合比设定为预定范围而获得的。由此，完成了本发明的第一实施方案。
[0024] 本发明人发现，在通过将BR、CR和NR以预定混合比混合而获得的橡胶组合物中， 通过用SBR或NBR替换一部分NR，可在维持优异的耐臭氧性、