本发明涉及空气弹簧技术领域，尤其涉及一种高阻燃耐老化空气弹簧。
背景技术：
空气弹簧是一种由橡胶、网线贴合成的曲形胶囊，其具有质量轻、对高频激励振动隔振消声效果好、承载能力高、刚度具有非线性性等特点，在汽车、航空、医疗器械、家具、机械制造等领域都有着广泛地应用。空气弹簧的关键部件为橡胶气囊，它由外胶层、增强帘布层和内层胶构成。囊体的外层胶为保护层，用于隔绝臭氧、氧气等外界因素与帘布层的接触，防止帘布层胶料老化。目前多采用天然橡胶或氯丁橡胶作为橡胶囊体的外层胶，但是现有的天然橡胶和氯丁橡胶的耐臭氧、耐热氧老化性能和阻燃性能仍不是很理想，用其制成的空气弹簧在长期使用过程中易出现龟裂现象，最终导致产品早期失效，限制了其应用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高阻燃耐老化空气弹簧，其阻燃性能优异，耐老化性好，使用寿命长。
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶65-80份、天然橡胶12-20份、氯醚橡胶8-15份、环氧化天然橡胶4-7.5份、聚苯胺1-3份、炭黑8-15份、凹凸棒土2-6份、黑色页岩粉3-11份、白炭黑2-9份、纳米微晶纤维素1-3份、复合阻燃剂20-38份、硬脂酸2-3份、氧化锌1-3份、氧化镁1-5份、硫磺1-2份、促进剂2-3份、防老剂4450.1-1份、防老剂dda0.2-1.1份、防老剂22460.1-1份、防老剂mb0.3-1.2份、增塑剂3-11份；
其中，所述复合阻燃剂为硫化锌、类石墨相氮化碳、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、硼酸钙、三氧化二锑、红磷、氢氧化铝中的一种或者多种与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物。
优选地，所述环氧化天然橡胶中，环氧基的摩尔含量为20-32％。
优选地，所述炭黑为炭黑n550、炭黑n990、炭黑n326、炭黑n774、炭黑n339、炭黑n660中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述促进剂为促进剂detu、促进剂m、促进剂na-22、促进剂te、促进剂zip中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述增塑剂为磷酸三辛酯、磷酸甲苯二苯酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二正丁酯、顺丁烯二酸二丁酯、邻苯二甲酸酯中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯、磷酸甲苯二苯酯、癸二酸二辛酯按重量比为2-6：3-9：1-4的混合物。
优选地，所述复合阻燃剂为硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为2-7：8-13：9-15：4-9：1-5。
优选地，所述镧配合物按照以下工艺进行制备：按重量份将15-20份萘甲酸、10-15份异烟酸加入500-1200份二甲基乙酰胺中，调节体系ph为6-7，加入25-30份氯化镧，在55-65℃下搅拌10-20h，过滤、洗涤、干燥得到所述镧配合物。
优选地，所述氧化镁为比表面积为200-300m2/g的氧化镁、比表面积为130-170m2/g的氧化镁按重量比为3-10：1-3的混合物。
本发明所述高阻燃耐老化空气弹簧，其气囊的外胶层材料具体以氯丁橡胶为主料，同时加入了天然橡胶、氯醚橡胶进行配合，并加入了环氧化天然橡胶作为相容剂，提高了体系的相容性，发挥氯丁橡胶、天然橡胶、氯醚橡胶的协同作用，赋予外层胶优异的耐老化性、耐油性、耐热性和耐寒性，改善了单纯的氯丁橡胶耐低温性欠佳的缺陷；硫化体系中具体选择了氧化锌、氧化镁、硫磺、促进剂作为原料，同时加入了聚苯胺，促进了体系中橡胶分子的交联，加快了硫化速率，减少了硫化时间，提高了交联密度，使所得材料力学性能优异；纳米微晶纤维素加入体系中，与炭黑、凹凸棒土、黑色页岩粉、白炭黑配合，减弱了体系的payne效应，改善了外胶层的拉伸强度、耐热老化性能和耐油性能，同时降低压缩疲劳温升和压缩永久形性；具体选择硫化锌、类石墨相氮化碳、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、硼酸钙、三氧化二锑、红磷、氢氧化铝中的一种或者多种与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物配合作为阻燃剂，具有协同作用，在不降低材料力学性能的基础上，降低了热释放速率和总热释放量，提高了体系残炭量，同时降低了烟密度，阻燃抑烟效果优异；所述镧配合物具体以萘甲酸和异烟酸为配体，以氯化镧为金属盐，将所得配合物加入阻燃剂中，在高温时配合物以及产生的配体能促进聚磷酸铵等的分解，抑制燃烧，降低失重，改善外层胶的阻燃效果，同时与防老剂445、防老剂dda、防老剂2246、防老剂mb等配合，提高了材料的耐老化性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶80份、天然橡胶12份、氯醚橡胶8份、环氧化天然橡胶7.5份、聚苯胺1份、炭黑15份、凹凸棒土2份、黑色页岩粉3份、白炭黑9份、纳米微晶纤维素1份、复合阻燃剂38份、硬脂酸3份、氧化锌3份、氧化镁1份、硫磺2份、促进剂2份、防老剂4451份、防老剂dda0.2份、防老剂22461份、防老剂mb0.3份、增塑剂11份；
其中，所述复合阻燃剂为硫化锌与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物；且硫化锌与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为1：5：1：0.3。
实施例2
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶65份、天然橡胶20份、氯醚橡胶15份、环氧化天然橡胶4份、聚苯胺3份、炭黑8份、凹凸棒土4份、黑色页岩粉11份、白炭黑2份、纳米微晶纤维素3份、复合阻燃剂28份、硬脂酸2份、氧化锌1.8份、氧化镁5份、硫磺1份、促进剂3份、防老剂4450.1份、防老剂dda1.1份、防老剂22460.1份、防老剂mb1份、增塑剂3份；
其中，所述复合阻燃剂为三氧化二锑、氢氧化铝与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且三氧化二锑、氢氧化铝与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为1：5：9：7：1。
实施例3
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶72份、天然橡胶15份、氯醚橡胶13份、环氧化天然橡胶4.1份、聚苯胺2份、炭黑n5509份、凹凸棒土6份、黑色页岩粉6份、白炭黑7份、纳米微晶纤维素1.2份、复合阻燃剂20份、硬脂酸2.2份、氧化锌1份、氧化镁2份、硫磺1.4份、促进剂detu2.6份、防老剂4450.6份、防老剂dda0.7份、防老剂22460.8份、防老剂mb1.2份、磷酸三辛酯9份；
其中，所述复合阻燃剂为硫化锌、硼酸钙、红磷与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且硫化锌、硼酸钙、红磷与聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为0.5：3：7：9：9：1；
所述镧配合物按照以下工艺进行制备：按重量份将15份萘甲酸、15份异烟酸加入500份二甲基乙酰胺中，调节体系ph为7，加入25份氯化镧，在65℃下搅拌10h，过滤、洗涤、干燥得到所述镧配合物；
所述氧化镁为比表面积为200m2/g的氧化镁、比表面积为170m2/g的氧化镁按重量比为3：3的混合物。
实施例4
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶69份、天然橡胶18份、氯醚橡胶13份、环氧化天然橡胶7份、聚苯胺1.8份、炭黑n9907份、炭黑n7745份、凹凸棒土3份、黑色页岩粉9.2份、白炭黑4.1份、纳米微晶纤维素2.7份、复合阻燃剂26份、硬脂酸2.5份、氧化锌1.3份、氧化镁4份、硫磺1份、促进剂m1份、促进剂na-221份、促进剂zip1份、防老剂4450.1份、防老剂dda1份、防老剂22460.1份、防老剂mb0.7份、磷酸甲苯二苯酯2份、壬二酸二辛酯2.3份；
其中，所述环氧化天然橡胶中，环氧基的摩尔含量为20％；
所述复合阻燃剂为硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为7：8：15：4：5；
所述镧配合物按照以下工艺进行制备：按重量份将20份萘甲酸、10份异烟酸加入1200份二甲基乙酰胺中，调节体系ph为6，加入30份氯化镧，在55℃下搅拌20h，过滤、洗涤、干燥得到所述镧配合物；
所述氧化镁为比表面积为300m2/g的氧化镁、比表面积为130m2/g的氧化镁按重量比为10：1的混合物。
实施例5
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶69份、天然橡胶17份、氯醚橡胶14份、环氧化天然橡胶7.1份、聚苯胺2.6份、炭黑n5505份、炭黑n3262份、炭黑n3395份、凹凸棒土5.1份、黑色页岩粉7份、白炭黑7份、纳米微晶纤维素1份、复合阻燃剂29份、硬脂酸2.2份、氧化锌1.5份、氧化镁2份、硫磺1.7份、促进剂m1份、促进剂te0.3份、促进剂zip0.7份、防老剂4450.7份、防老剂dda0.5份、防老剂22460.6份、防老剂mb0.6份、增塑剂8份；
其中，所述环氧化天然橡胶中，环氧基的摩尔含量为32％；
所述增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯、磷酸甲苯二苯酯、癸二酸二辛酯按重量比为3：4：2的混合物；
所述复合阻燃剂为硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为2：13：9：9：1；
所述镧配合物按照以下工艺进行制备：按重量份将17份萘甲酸、14份异烟酸加入800份二甲基乙酰胺中，调节体系ph为7，加入27份氯化镧，在60℃下搅拌13h，过滤、洗涤、干燥得到所述镧配合物；
所述氧化镁为比表面积为200-300m2/g的氧化镁、比表面积为130-170m2/g的氧化镁按重量比为6：1的混合物。
实施例6
本发明提出的一种高阻燃耐老化空气弹簧，其囊体由内至外包括内胶层、增强层和外胶层；所述外胶层的原料按重量份包括：氯丁橡胶75份、天然橡胶15份、氯醚橡胶10份、环氧化天然橡胶6份、聚苯胺2份、炭黑n5503份、炭黑n9903份、炭黑n6604份、凹凸棒土4份、黑色页岩粉9份、白炭黑5份、纳米微晶纤维素2份、复合阻燃剂32份、硬脂酸2.5份、氧化锌2份、氧化镁3.2份、硫磺1份、促进剂m1份、促进剂na-221.6份、防老剂4450.3份、防老剂dda1份、防老剂22461份、防老剂mb1份、增塑剂7份；
其中，所述环氧化天然橡胶中，环氧基的摩尔含量为26％；
所述增塑剂为顺丁烯二酸二丁酯、磷酸甲苯二苯酯、癸二酸二辛酯按重量比为6：7：3的混合物；
所述复合阻燃剂为硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的混合物，且硼酸钙、氢氧化铝、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、镧配合物的重量比为6：9：11：5：3；
所述镧配合物按照以下工艺进行制备：按重量份将18份萘甲酸、12份异烟酸加入1000份二甲基乙酰胺中，调节体系ph为6，加入30份氯化镧，在58℃下搅拌17h，过滤、洗涤、干燥得到所述镧配合物。
对本发明实施例4-6中高阻燃耐老化空气弹簧囊体的外胶层材料进行性能检测，检测结果如下所示：其拉伸强度为17.3-18.7mpa(gb/t528-2009)，拉断伸长率为754-762％(gb/t528-2009)；最大平均热释放速率为12.4-13.9kw/m2(iso5659-2)；耐油(irm902油，70℃×72h)，单位面积重量变化量为107-113g/m2(gb/t1690)；耐动态臭氧性能(50pphm，40℃，168h，拉伸0-20％，频率0.5hz)无裂纹(gb/t13642)；耐热老化性能测试(80℃，1000h)拉伸强度变化率为0.7-1.2％，断裂伸长率变化率为1.4-2.0％；烟密度，ds为207-211(en45545-2)；极限氧指数≥39％(gb/t10707-2008)。
对比例1
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有镧配合物。
对比例2
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有硼酸钙。
对比例3
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有氢氧化铝。
对比例4
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有氢氧化铝和硼酸钙。
对比例5
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有聚磷酸铵。
对比例6
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有三聚氰胺氰尿酸盐。
对比例7
与实施例6的唯一不同仅在于：其复合阻燃剂中不含有聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐和镧配合物。
对对比例1-7中的外胶层材料的阻燃性能进行检测，其最大平均热释放速率均≥21.6kw/m2(iso5659-2)；烟密度，ds均≥268(en45545-2)；极限氧指数为31-35％(gb/t10707-2008)；同时对对比例1中外胶层材料的耐老化性能进行检测，其耐热老化性能测试(80℃，1000h)后拉伸强度变化率为-1.7％，断裂伸长率变化率为-2.8％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。