用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物的制作方法
【专利摘要】本发明用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，且更具体地，公开包括抗老化剂的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，该抗老化剂由以下组分构成：参与橡胶中化学键合并抑制化学添加剂流出的材料，例如2-巯基苯并咪唑；在橡胶表面上形成分散的老化防止层并抑制流出的化学添加剂的粘结的材料，例如N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺；以及微晶蜡。本发明的发动机悬置橡胶组合物通过抑制化学添加剂在橡胶表面上的流出和粘结而具有延长发动机悬置的寿命的效果。
【专利说明】用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]基于35U.S.C.§ 119，本申请要求于2013年2月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0018579号的优先权，其公开内容全部并入本文以作参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及用于防止老化的发动机悬置(engine mount)橡胶组合物，且更具体地，涉及用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其包括由2-巯基苯并咪唑(MB)、N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺(IPPD)和微晶腊(micro wax或microcrystalline wax)的混合物构成的抗老化剂。该组合物通过抑制化学添加剂在橡胶表面上的流出和粘结(cohesion来延长发动机悬置的寿命。
【背景技术】
[0004]由于多种因素，交通工具例如汽车和飞机的发动机产生振动和噪音。通常而言，发动机内部的活塞和连杆的向上和向下移动、气缸的交替运动等，造成振动和噪音。因此，为防止和阻断发动机的振动和噪音，含有抗振动橡胶的发动机悬置布置在发动机与汽车车架之间。
[0005]然而，当将固体型橡胶材料施用于发动机悬置时，存在如下缺陷，即不能充分抑制高频区域的振动。在克服该缺陷的尝试中，开发出液压发动机悬置，其通过在发动机悬置中包含粘度低的流体经由流 动体系来隔绝振动。
[0006]然而，由于汽车高度运行期间的产热、发动机室最小化而引起的发动机室温度增加以及臭氧浓度的增加，使包含在发动机悬置中的抗振动橡胶的老化加速。结果，抗振动性能劣化，并缩短抗振动橡胶的寿命。
[0007]在克服问题的尝试中，已使用很多化学添加剂来抑制抗振动橡胶的老化。然而，化学添加剂流出橡胶并凝结，从而形成漂浮物质。该漂浮物质可以进入液压发动机悬置内部的流动体系，从而妨碍液体流动。结果，失去液压发动机悬置的抗振动功能。
[0008]韩国专利第10-0590976描述发动机悬置橡胶组合物，其具有耐热性，并通过包括碳黑FEF和MT来防止橡胶的老化。然而，该组合物防止老化的能力有限。
[0009]以上作为本发明相关技术提供的描述仅为帮助理解本发明的背景，不应该被理解为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。
【发明内容】
[0010]本发明提供含有抗老化剂的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，抗老化剂由以下组分构成:参与橡胶中化学键合并抑制化学添加剂流出的材料，例如2-巯基苯并咪唑；在橡胶表面上形成分散的老化防止层并抑制流出的化学添加剂的粘结的材料，例如N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺；以及微晶蜡。这样的发动机悬置橡胶组合物通过抑制化学添加剂在橡胶表面上的流出和粘结而延长发动机悬置的寿命。[0011]根据一个方面，本发明提供包括天然橡胶的发动机悬置橡胶组合物，该发动机悬置橡胶组合物提供老化防止并包括由2-巯基苯并咪唑(MB)、N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺(IPPD)和微晶蜡的混合物构成的抗老化剂。根据优选的实施方式，基于100重量份的天然橡胶，2-巯基苯并咪唑的含量为约I~5重量份，N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺的含量为约I~5重量份，且微晶蜡的含量为约I~5重量份。
[0012]根据优选实施方式，发动机悬置橡胶组合物还包括:约0.2~0.7重量份的硫磺、约0.9~2.5重量份的耐热交联剂、约1.5~3重量份的交联加速剂、约8~12重量份的活化剂和约10~50重量份的填充剂。
[0013]根据优选实施方式，耐热交联剂由六亚甲基-1，6-双(硫代硫酸盐)(HTS)、1，3-双(柠康亚酰胺甲基)苯(P900)和N，N-间苯二马来酰亚胺(PMP)的混合物构成。
[0014]根据优选实施方式，交联加速剂由N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)和二硫化四甲基秋兰姆(TT)的混合物构成。
[0015]优选地，硫磺和耐热交联剂构成交联剂，且交联加速剂和交联剂的重量比优选为约 1: 0.1 ~I。
[0016]此外，优选活化剂由硬脂酸和氧化锌(ZnO)的混合物构成。
[0017]根据优选实施方式，填充剂由碳黑FEF(快压出炉黑)形成。
[0018]本发明的其它方面和示例性实施方式在下文中讨论。 【专利附图】
【附图说明】
[0019]现在将参考附图图示的本发明的某些示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中:
[0020]图1是2-巯基苯并咪唑的化学式；
[0021]图2是N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺的化学式；并且
[0022]图3是微晶蜡的化学式。
[0023]应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的一定程度的简化表示。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
[0024]在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。
【具体实施方式】
[0025]说明书和权利要求中使用的术语和词语不应该被认为是普通的或词典中的意思，而是要基于本发明
【发明者】可适当定义术语的概念从而以最佳方法解释本发明的原则，解释为符合本发明精神的意思和概念。
[0026]应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。[0027]本文使用的术语仅仅是为了说明【具体实施方式】，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an)”和“该(the) ”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising) ”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0028]除非特别指出或从上下文清晰得到，术语“约”应理解为在本领域正常容忍范围内，例如在均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的
4%,3%,2%U%>0.5%,0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清晰得出，本文中提供的所有数值都被术语“约”修饰。
[0029]在下文中，将详细描述本发明。
[0030]在一个方面，本发明涉及用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物。
[0031]根据本发明的优选实施方式，发动机悬置橡胶组合物包括天然橡胶、硫磺、耐热交联剂、交联加速剂、活化剂、抗老化剂和填充剂。优选地，基于100重量份的天然橡胶，组合物包含约0.2~0.7重量份的硫磺、约0.9~2.5重量份的耐热交联剂、约1.5~3重量份的交联加速剂、约8~12重量份的活化剂、约I~15重量份的抗老化剂、和约10~50重量份的填充剂。
[0032]本发明的基本组分是抗老化剂。优选地，抗老化剂是(I)参与橡胶中化学键合并抑制化学添加剂流出的材料，例如2-巯基苯并咪唑，(2)在橡胶表面上形成分散的老化防止层并抑制流出的化学添加剂的粘结的材料，例如N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺，以及
(3)微晶蜡。图1示出2-巯基苯并咪唑的化学式，图2示出N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺的化学式，并且图3示出微晶蜡的化学式。
[0033]在下文中，将详细描述本发明的组分和含量。
[0034]1.组分
[0035](I)天然橡胶
[0036]优选本发明包含天然橡胶，且通常是用于制造汽车用抗振动橡胶的天然橡胶。天然橡胶是本发明的基本材料，且其优点是，当使其硫化时且当抗振动性能和物理特性的平衡极佳时，可以容易地改善其物理特性例如强度、耐热性和耐久性。
[0037](2)硫磺和耐热交联剂
[0038]交联剂包含硫磺、耐热交联剂等。在经由硫磺的交联反应中，橡胶的硫化是交联反应，其中硫磺在链式聚合物之间发挥交联连接聚合物的作用。经由硫磺的交联可向橡胶提供机械强度特性例如强度和弹性以及化学稳定性。此外，通过包含热稳定的耐热交联剂以及硫磺，可以额外地改善橡胶的耐热性。
[0039]在本文中，耐热交联剂可以是领域内已知的任何该类试剂。优选地，耐热交联剂包含选自N，N-间苯二马来酰亚胺(PMP)、1，3-双(柠康亚酰胺甲基)苯(P900)和六亚甲基-1，6-双(硫代硫酸盐)(HTS)中的至少一种。根据特别优选的实施方式，耐热交联剂包含PMP、P900和HTS的混合物。
[0040]根据本发明的实施方式，PMP在保持组合物的物理特性的同时改善其物理特性，但是通过硬化，可能使组合物的成型流动性和抗振动性能劣化。然而，可以通过进一步包括P900、HTS等来善组合物的成型流动性和抗振动性能。即，可以通过使用P900和HTS来补偿由PMP造成的成型流动性和抗振动性能的缺陷。
[0041]此外，优选基于100重量份的天然橡胶，硫磺的含量为约0.2~0.7重量份。当硫磺的含量小于约0.2重量份，橡胶的耐久性急剧劣化且成型性可能降低。当含量超过约0.7重量份时，可能不能满足所需的耐热特性。
[0042]此外，优选地，基于100重量份的天然橡胶，耐热交联剂的含量为约0.9~2.5重量份。当耐热交联剂的含量小于约0.9重量份时，组合物在室温下的物理特性可能劣化，并且当其超过约2.5重量份时，可能加速橡胶的老化。
[0043]此外，基于100重量份的天然橡胶，优选耐热交联剂中PMP、P900和HTS的含量分别为约0.3~1.5重量份、约0.3~1.5重量份和约0.3~1.5重量份。当PMP的含量少于约0.3重量份时，组合物的耐热性可能不够，而当其超过约1.5重量份时，经由组合物的硬化的快速增加，可能使抗振动性能劣化。当P900和HTS的含量少于约0.3重量份时，通过组合物的成型流动性和硬化而引起的抗振动性能的劣化不能得到充分补偿。
[0044](3)交联加速剂
[0045]交联加速剂具有以下作用:使橡胶的交联反应加速；通过缩短硫化时间而缩短加工时间、降低硫化温度和减少交联剂的所需量来改善生产率；通过降低硫化温度而改善组合物的质量；以及通过减少交联剂的所需量而降低生产成本。
[0046]交联加速剂可以是领域内已知的任何该类试剂。根据优选实施方式，交联加速剂由N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)、二硫化四甲基秋兰姆(TT)等的混合物构成。
[0047]此外，基于100重量份的天然橡胶，优选交联加速剂的含量为约1.5~3重量份。当交联加速剂的含量少于约I重量份时，经由增加的硫化时间而可能使生产率劣化，而当其超过约3重量份时，可能发生烧焦和部分硫化，从而得到质量较差的产品。
[0048]根据优选实施方式，硫磺和耐热交联剂构成交联剂。优选交联加速剂和交联剂的重量比为约1: 0.1~1(交联加速剂:交联剂)。当交联剂的重量比少于约0.1时，交联剂的不足可能使橡胶的物理特性劣化，而当其超过约I时，由于交联加速剂的饱和性能，增加的交联时间可能使生产率劣化。
[0049](4)活化剂
[0050]活化剂发挥使交联加速剂加速的作用，其加速交联反应。如此，活化剂发挥使交联反应的速度增加的作用。活化剂可以是领域内已知的任何该类试剂，但是优选该试剂由硬脂酸、氧化锌(ZnO)等的混合物构成。
[0051]根据优选实施方式，基于100重量份的天然橡胶，活化剂的含量为约8~12重量份。当活化剂的含量少于约8重量份时，由于交联反应的迅速下降，增加的硫化时间可能使生产率劣化，而当其超过约12重量份时，可能发生烧焦和部分硫化，从而得到质量较差的
女口
广叩ο
[0052](5)抗老化剂
[0053]抗老化剂通过使由液压发动机悬置中化学添加剂的粘结而引起的异物的产生最小化并使所产生的异物尺寸降低而发挥保持发动机悬置的抗振动性能的作用。
[0054]根据优选实施方式，基于100重量份的天然橡胶，抗老化剂的含量为约I~15重量份。当抗老化剂的含量少于约I重量份时，可能不足以发挥防止橡胶老化的作用，而当其超过约15重量份时，与其它组分的不平衡可能使橡胶的物理特性劣化。
[0055]根据优选实施方式，抗老化剂包含参与橡胶中化学键合并抑制橡胶中包含的化学添加剂流出的材料，例如2-巯基苯并咪唑(MB)。此外，优选抗老化剂包含在橡胶表面上形成分散的老化防止层并抑制橡胶中包含的化学添加剂流出以及流出的化学添加剂的粘结的材料，例如N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺(IPPD)、微晶蜡等。
[0056]在本文中，优选抗老化剂是选自2-巯基苯并咪唑、N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺、微晶蜡等中的至少一种。具体而言，优选抗老化剂由2-巯基苯并咪唑、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺、微晶蜡等的混合物构成。
[0057]具体而言，因为N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺的分子量低于微晶蜡，其首先流出并在橡胶表面上形成分散的老化防止层。之后，作为聚合物的微晶蜡缓慢流出并在橡胶表面上形成分散的老化防止层。因此，可以在橡胶表面上形成连续的老化形成层，从而抑制橡胶中包含的化学添加剂的粘结。
[0058]根据优选实施方式，基于100重量份的天然橡胶，2-巯基苯并咪唑的含量为约I~5重量份。当2-巯基苯并咪唑的含量少于约I重量份时，可能不足以抑制橡胶中包含的化学添加剂的流出，而当其超过约5重量份时，其可能对橡胶的物理特性产生影响。
[0059]根据优选实施方式，基于100重量份的天然橡胶，N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺的含量为约I~5重量份。当N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺的含量少于约I重量份时，由于流出到橡胶表面的量不足，可能难以充分发挥抗老化剂的作用。当含量超过约5重量份时，橡胶的机械特性可能显著劣化。 [0060]根据优选的实施方式，基于100重量份的天然橡胶，微晶蜡的含量为约I~5重量份。当微晶蜡的含量少于约I重量份时，由于流出到橡胶表面的量不足，可能难以充分发挥抗老化剂的作用。当含量超过约5重量份时，因为由油性微晶蜡的过量流出而引起橡胶膨胀，橡胶的抗振动性能可能劣化。
[0061](6)填充剂
[0062]作为填充剂，可以使用发挥出改善组合物的耐热性和耐久性作用的碳黑。根据美国标准测试法(ASTM)，将碳黑分类为SAF、ISAF, HAF、XCF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等，且优选填充剂是平均粒径为约40~48nm的碳黑FEF(快压出炉黑)。当粒径少于约40nm，将要添加的颗粒数量增加，从而由颗粒之间增加的摩擦而引起的热增加可能加速橡胶的老化，且增加的动态弹簧常数可能使乘坐舒适性劣化。当含量超过约48nm时，可通过降低的动态弹簧常数来改善乘坐舒适性，但是橡胶组合物的机械特性(例如，耐久性)可能劣化。
[0063]基于100重量份的天然橡胶，优选碳黑的含量为约10~50重量份。在本文中，当碳黑的含量少于约10重量份时，橡胶组合物的机械特性因其低硬度可能劣化，而当其超过约50重量份时，由于过度增加的组合物硬度，乘坐舒适性和振动吸收能力可能不足。
[0064]3.用途
[0065]优选地，根据本发明的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物施用于飞机、船、耕种机、摩托车和汽车的悬置上。更优选地，将组合物施用于汽车用液压发动机悬置。
[0066]4.制造方法
[0067]在下文中，在另一个方面，本发明涉及用于制造防止老化用的发动机悬置橡胶组合物的方法。[0068]可以通过使用根据本发明的防止老化用的发动机悬置橡胶组合物来制造发动机悬置橡胶。用于制造防止老化用的发动机悬置橡胶组合物的方法并不限制于某个方法，且通常可以使用任何常规的技术。然而，将在下文中描述一个通用方法，其通常可以用于本发明所属的【技术领域】中。
[0069]首先，通过使用密炼机来揉捏天然橡胶、碳黑、活化剂、抗老化剂等，以得到碳母料。将硫磺、耐热交联剂和交联加速剂添加到碳母料中，并且通过使用辗轮式混砂机(rollmixer)对其进行分散和混合，之后通过使用压缩机来制造用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物。
[0070]在下文中，将参考实施例更详细地说明本发明。本领域普通技术人员将清楚，这些实施例仅出于示例说明目的而不应解释为对本发明范围的限制。
[0071][实施例]
[0072]基于下表1中的组分和含量，制造根据本发明(实施例1和2)和比较例的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物的样品，并比较它们的物理特性。结果列在下表2中。
[0073] [表 I]
【权利要求】
1.一种用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，所述发动机悬置橡胶组合物包括天然橡胶且还包括: 由2-巯基苯并咪唑(MB)、N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺(IPPD)和微晶蜡的混合物构成的抗老化剂。
2.根据权利要求1所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其基于100重量份的天然橡胶，包括约I~5重量份的2-巯基苯并咪唑、约I~5重量份的N-异丙基-N’ -苯基-对苯二胺和约I~5重量份的微晶蜡。
3.根据权利要求2所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其基于100重量份的天然橡胶，还包括:约0.2~0.7重量份的硫磺、约0.9~2.5重量份的耐热交联剂、约1.5~3重量份的交联加速剂、约8~12重量份的活化剂和约10~50重量份的填充剂。
4.根据权利要求3所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其中所述耐热交联剂由六亚甲基-1，6-双(硫代硫酸盐)(HTS)、1，3-双(柠康亚酰胺甲基)苯(P900)和N，N-间苯二马来酰亚胺(PMP)的混合物构成。
5.根据权利要求3所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其中所述交联加速剂由N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)和二硫化四甲基秋兰姆(TT)的混合物构成。
6.根据权利要求3所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其中所述硫磺和所述耐热交联剂构成交联剂，且所述交联加速剂与所述交联剂的重量比为约1: 0.1~I。
7.根据权利要 求3所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其中所述活化剂由硬脂酸和氧化锌(ZnO)的混合物构成。
8.根据权利要求3所述的用于防止老化的发动机悬置橡胶组合物，其中所述填充剂是碳黑FEF(快压出炉黑)。
【文档编号】C08K5/37GK104004233SQ201310274329
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年2月21日
【发明者】朴钟珉, 梁庆模 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社