轨道车辆减振用耐-50℃以下低温的胶料组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轨道交通的减振橡胶领域，特别涉及一种轨道车辆减振用耐-50°c以 下低温胶料的组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 橡胶的弹力完全由卷曲分子构象的变化产生。由于橡胶分子间相互作用会妨碍分 子链的运动，表现为粘性或粘度，以致应力与应变往往处于不平衡状态。作用于橡胶分子上 的力，一部分用于克服分子间的粘性阻力，在粘性摩擦的过程中吸收部分能量;另一部分才 使分子链变形，此二者构成橡胶的粘弹性质。橡胶在动态变形时，由于有粘弹性的粘阻作 用，使应变落后于应力，这种产生于橡胶的滞后特性和变形时内摩擦的橡胶阻尼性质是橡 胶减振的一个优异特性。
[0003] 所以，橡胶减振产品是现代轨道车辆必不可少的重要组成部分，橡胶减振产品关 系到轨道车辆的安全性、舒适性和稳定性是轨道车辆的重要组成部分。
[0004] 橡胶在低温环境下会出现结晶和玻璃化转变现象，使得橡胶模量急剧增大，因此 气温条件成了限制橡胶减振产品应用范围的重要因素。
[0005] 针对该问题，现有技术做了很多研究和改进，如在改变胶料含胶率、选用新型增塑 剂等方面进行了改进。通过这些改进，橡胶减振产品已经可以满足-40°C的高寒气温要求。 但面对中国东北地区、俄罗斯、北欧等-50°C甚至更低气温条件，减振胶料这些改进还无法 满足要求。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种轨道车辆减振用耐-50°C以下低温 胶料的组合物及其制备方法。
[0007] 本发明的技术方案是：
[0008] -种轨道车辆减振用耐-50°c以下低温胶料的组合物，包括有按重量份计的如下 组分:液体异戊二烯橡胶40-60份；乙丙橡胶40-60份;炭黑N550 20-70份;炭黑N990 10-30 份;增塑剂30-50份;防老剂4-10份;氧化锌3-10份;硬脂酸1-5份;过氧化二异丙苯0.5-10 份;硫黄1 -1 〇份;促进剂1.5-3份。
[0009] 优选的，在以上方案的基础上，轨道车辆减振用耐-50°C以下低温胶料的组合物由 如下组分按重量份计组成:液体异戊二烯橡胶40-60份；乙丙橡胶40-60份;炭黑N550 20-70 份;炭黑N990 10-30份;增塑剂30-50份;防老剂4-10份;氧化锌3-10份;硬脂酸1-5份;过氧 化二异丙苯〇. 5-10份;硫黄1-10份;促进剂1.5-3份。
[0010]优选的，所述的防老剂为防老剂RD和防老剂BLE的混合物，按照重量分数比2:1混 合而成。
[0011]优选的，所述的促进剂为促进剂TMTD和促进剂NOBS的混合物，按照重量分数比1:2 混合而成。
[0012] 优选的，在以上方案的基础上，轨道车辆减振用耐-50°C以下低温胶料的组合物由 如下组分按重量份计组成:液体异戊二烯橡胶50份；乙丙橡胶50份；炭黑N550 50份;炭黑 N990 30份;增塑剂50份;防老剂RD 4份；防老剂BLE 2份;氧化锌6份;硬脂酸2.5份;过氧化 二异丙苯5份;硫黄3份;促进剂TMTD 0.8份;促进剂NOBS 1.6份。
[0013] 优选的，所述的乙丙橡胶中乙烯含量为45-55%。
[0014]优选的，所述的液体异戊二烯橡胶的数均分子量为30000-50000。
[0015]优选的，所述的增塑剂选用耐寒增塑剂TP-90B。耐寒增塑剂TP-90B为烷基聚醚，购 买厂家:浩思特化学品（上海)有限公司批号：1A1837004660
[0016] 本发明的另一个目的在于公开上述轨道车辆减振用耐-50°C以下低温胶料的组合 物的制备方法：
[0017] (1)液体异戊二烯母胶制备:将液体异戊二烯橡胶、炭黑N990和耐寒增塑剂TP-90B 加入高速搅拌机中，转速设定为500rad/min，搅拌3-5分钟，从高速搅拌机中取出后备用。
[0018] (2)耐低温胶料制备:将乙丙橡胶加入密炼机混炼1-1.5分钟，加入防老剂、硬脂酸 和氧化锌混炼1-1.5min，加入炭黑N550和制备好的液体异戊二烯母胶混炼2-5分钟，最后加 入促进剂、硫黄和过氧化二异丙苯混炼1.5-2分钟排料。
[0019] 液体聚异戊二烯橡胶是采用化学合成法制备的液体橡胶，分子结构与天然橡胶基 本相同。具有相对分子质量分布较窄，顺式-1，4_结构含量小的特点。
[0020] 数均相对分子质量为3万-5万的液体异戊二烯橡胶既表现出弹性体的性质（反应 性)又表现出增塑剂的性质(液态流动性），而且可完全可以硫化交联。
[0021] 橡胶分子链的两头各有一个链端链段，这种链端链段的活动能力要比一般链段来 的大，分子量越低时，链端链段的比例越高，所以玻璃化转变温度也越低。分子量与玻璃化 转变温度的关系如下式所示。
[0022]
[0023]式中Tg是坂璃化转变温度;Tg( %)是分子量无限大时橡胶的玻璃化转变温度;K是 特征常数;Μη是数均分子量。
[0024]普通天然橡胶数均分子量为26.7万，而液体聚异戊二烯橡胶数均分子量为3-5万， 根据分子量与玻璃化转变温度的关系式液体聚异戊二烯橡胶具有更低的玻璃化转变温度。 [0025]乙丙橡胶是以乙烯和丙烯为基础单体共聚而合成的一种合成橡胶，在乙烯含量为 40%~60 %时，乙丙橡胶具有最低的玻璃化转变温度，而且这种无规共聚打破了乙烯和丙 烯原有的结晶形成非结晶橡胶。
[0026] 通用减振橡胶以天然橡胶为主体生胶，众所周知天然橡胶在低温环境下会存在结 晶和玻璃化转变问题，导致橡胶出现变脆、模量急剧增大、失去弹性等现象，导致橡胶减振 制品失效。针对减振橡胶在低温环境下存在的问题需要从降低胶料结晶度和降低胶料玻璃 化转变温度两方面解决。
[0027] 本发明使用分子结构和性能基本相同而玻璃化转变温度比天然胶低的液体聚异 戊二烯橡胶和不结晶的乙丙橡胶共混，一方面通过低分子量的液体聚异戊二烯橡胶降低了 共混胶料的玻璃化转变温度，另一方面加入非结晶乙丙橡胶打破了液体聚异戊二烯橡胶原 有的规整度从而解决了胶料在低温下结晶问题。
[0028] 通过在胶料配方中加入过氧化二异丙苯解决了液体聚异戊二烯橡胶和乙丙橡胶 的共硫化问题，保证了胶料有足够的强度和承载能力，满足轨道车辆用橡胶减振产品的功 能性要求。
[0029] 本发明的有益效果为：
[0030] 1、本发明在满足橡|父减振制品对|父料性能要求的基础上有效的提尚了|父料的耐 老化性能(热空气老化和臭氧老化性能）和耐低温性能(低温脆性、压缩耐寒系数和吉门扭 转)。
[0031] 2、本发明胶料生产的橡胶减振制品在-50Γ低温刚度变化率明显要好于传统胶料 生产的橡胶减振制品。
【具体实施方式】
[0032]本发明的【具体实施方式】如下：
[0033] 实施例1:
[0034] -种轨道车辆减振用耐-50°C以下低温胶料的组合物，其主要原材料组成及质量 份数配比为：液体异戊二烯橡胶（数均分子量为30000)50份；乙丙橡胶（乙烯含量为45-55%)50份；炭黑阳50 50份；炭黑册90 30份;耐寒增塑剂1?-9(?50份；防老剂1^4份；防老 剂BLE 2份;氧化锌6份;硬脂酸2.5份;过氧化二异丙苯5份;硫黄3份;促进剂TMTD 0.8份;促 进剂NOBS 1.6份。
[0035]耐寒增塑剂TP-90B为烷基聚醚，购买厂家：浩思特化学品（上海）有限公司批号： 1A1837004660
[0036] 制备工艺步骤如下。
[0037] (1)液体异戊二烯母胶制备:将液体异戊二烯橡胶、炭黑N990和耐寒增塑剂TP-90B 加入高速搅拌机中，转速设定为500rad/min，搅拌3-5分钟，从高速搅拌机中取出后备用。 [0038] (2)耐低温胶料制备:将乙丙橡胶加入密炼机混炼1-1.5分钟，加入防老剂、硬脂酸 和氧化锌混炼1-1.5min，加入炭黑N550和制备好的液体异戊二烯母胶混炼2-5分钟，最后加 入促进剂、硫黄和过氧化二异丙苯混炼1.5-2分钟排料。
[0039] 实施例2:
[0040] -种轨道车辆减振用耐-50°C以下低温胶料的组合物，其主要原材料组成及质量 份数配比为：液体异戊二烯橡胶（数均分子量为30000)40份；乙丙橡胶（乙烯含量为45-55%)60份；炭黑阳50 25份；炭黑册90 20份;耐寒增塑剂1?-9(?30份；防老剂1^3份；防老 剂BLE 1.5份;氧化锌3份;硬脂酸1份;过氧化二异丙苯10份;硫黄1份;促进剂TMTD 0.5份； 促进剂NOBS 1份。
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