用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，且更具體地，公開包括抗老化劑的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，該抗老化劑由以下組分構成：參與橡膠中化學鍵合并抑制化學添加劑流出的材料，例如2-巰基苯并咪唑；在橡膠表面上形成分散的老化防止層并抑制流出的化學添加劑的粘結的材料，例如N-異丙基-N’-苯基-對苯二胺；以及微晶蠟。本發(fā)明的發(fā)動機懸置橡膠組合物通過抑制化學添加劑在橡膠表面上的流出和粘結而具有延長發(fā)動機懸置的壽命的效果。
【專利說明】用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]基于35U.S.C.§ 119，本申請要求于2013年2月21日向韓國知識產(chǎn)權局提交的韓國專利申請第10-2013-0018579號的優(yōu)先權，其公開內(nèi)容全部并入本文以作參考。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及用于防止老化的發(fā)動機懸置(engine mount)橡膠組合物，且更具體地，涉及用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其包括由2-巰基苯并咪唑(MB)、N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺(IPPD)和微晶臘(micro wax或microcrystalline wax)的混合物構成的抗老化劑。該組合物通過抑制化學添加劑在橡膠表面上的流出和粘結(cohesion來延長發(fā)動機懸置的壽命。
【背景技術】
[0004]由于多種因素，交通工具例如汽車和飛機的發(fā)動機產(chǎn)生振動和噪音。通常而言，發(fā)動機內(nèi)部的活塞和連桿的向上和向下移動、氣缸的交替運動等，造成振動和噪音。因此，為防止和阻斷發(fā)動機的振動和噪音，含有抗振動橡膠的發(fā)動機懸置布置在發(fā)動機與汽車車架之間。
[0005]然而，當將固體型橡膠材料施用于發(fā)動機懸置時，存在如下缺陷，即不能充分抑制高頻區(qū)域的振動。在克服該缺陷的嘗試中，開發(fā)出液壓發(fā)動機懸置，其通過在發(fā)動機懸置中包含粘度低的流體經(jīng)由流 動體系來隔絕振動。
[0006]然而，由于汽車高度運行期間的產(chǎn)熱、發(fā)動機室最小化而引起的發(fā)動機室溫度增加以及臭氧濃度的增加，使包含在發(fā)動機懸置中的抗振動橡膠的老化加速。結果，抗振動性能劣化，并縮短抗振動橡膠的壽命。
[0007]在克服問題的嘗試中，已使用很多化學添加劑來抑制抗振動橡膠的老化。然而，化學添加劑流出橡膠并凝結，從而形成漂浮物質(zhì)。該漂浮物質(zhì)可以進入液壓發(fā)動機懸置內(nèi)部的流動體系，從而妨礙液體流動。結果，失去液壓發(fā)動機懸置的抗振動功能。
[0008]韓國專利第10-0590976描述發(fā)動機懸置橡膠組合物，其具有耐熱性，并通過包括碳黑FEF和MT來防止橡膠的老化。然而，該組合物防止老化的能力有限。
[0009]以上作為本發(fā)明相關技術提供的描述僅為幫助理解本發(fā)明的背景，不應該被理解為包括在本領域技術人員已知的相關技術中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供含有抗老化劑的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，抗老化劑由以下組分構成:參與橡膠中化學鍵合并抑制化學添加劑流出的材料，例如2-巰基苯并咪唑；在橡膠表面上形成分散的老化防止層并抑制流出的化學添加劑的粘結的材料，例如N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺；以及微晶蠟。這樣的發(fā)動機懸置橡膠組合物通過抑制化學添加劑在橡膠表面上的流出和粘結而延長發(fā)動機懸置的壽命。[0011]根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供包括天然橡膠的發(fā)動機懸置橡膠組合物，該發(fā)動機懸置橡膠組合物提供老化防止并包括由2-巰基苯并咪唑(MB)、N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺(IPPD)和微晶蠟的混合物構成的抗老化劑。根據(jù)優(yōu)選的實施方式，基于100重量份的天然橡膠，2-巰基苯并咪唑的含量為約I~5重量份，N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺的含量為約I~5重量份，且微晶蠟的含量為約I~5重量份。
[0012]根據(jù)優(yōu)選實施方式，發(fā)動機懸置橡膠組合物還包括:約0.2~0.7重量份的硫磺、約0.9~2.5重量份的耐熱交聯(lián)劑、約1.5~3重量份的交聯(lián)加速劑、約8~12重量份的活化劑和約10~50重量份的填充劑。
[0013]根據(jù)優(yōu)選實施方式，耐熱交聯(lián)劑由六亞甲基-1，6-雙(硫代硫酸鹽)(HTS)、1，3-雙(檸康亞酰胺甲基)苯(P900)和N，N-間苯二馬來酰亞胺(PMP)的混合物構成。
[0014]根據(jù)優(yōu)選實施方式，交聯(lián)加速劑由N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)和二硫化四甲基秋蘭姆(TT)的混合物構成。
[0015]優(yōu)選地，硫磺和耐熱交聯(lián)劑構成交聯(lián)劑，且交聯(lián)加速劑和交聯(lián)劑的重量比優(yōu)選為約 1: 0.1 ~I。
[0016]此外，優(yōu)選活化劑由硬脂酸和氧化鋅(ZnO)的混合物構成。
[0017]根據(jù)優(yōu)選實施方式，填充劑由碳黑FEF(快壓出爐黑)形成。
[0018]本發(fā)明的其它方面和示例性實施方式在下文中討論。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將參考附圖圖示的本發(fā)明的某些示例性實施方式來詳細地描述本發(fā)明的上述和其它特征，下文給出的這些實施方式僅僅用于示例說明，因此不是對本發(fā)明的限制，其中:
[0020]圖1是2-巰基苯并咪唑的化學式；
[0021]圖2是N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺的化學式；并且
[0022]圖3是微晶蠟的化學式。
[0023]應當理解，所附的附圖并非必然是按比例的，而只是呈現(xiàn)說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的一定程度的簡化表示。本文公開的本發(fā)明的具體設計特征，包括，例如，具體尺寸、方向、位置和形狀將部分取決于具體的既定用途和使用環(huán)境。
[0024]在附圖中，附圖標記在附圖的幾張圖中通篇指代本發(fā)明的相同或等同部件。
【具體實施方式】
[0025]說明書和權利要求中使用的術語和詞語不應該被認為是普通的或詞典中的意思，而是要基于本發(fā)明
【發(fā)明者】可適當定義術語的概念從而以最佳方法解釋本發(fā)明的原則，解釋為符合本發(fā)明精神的意思和概念。
[0026]應理解，本文使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船只和船舶的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源于石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。[0027]本文使用的術語僅僅是為了說明【具體實施方式】，而不是意在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個、一種(a、an)”和“該(the) ”也意在包括復數(shù)形式，除非上下文中清楚指明。還可以理解的是，在說明書中使用的術語“包括(comprises和/或comprising) ”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。如本文所使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。
[0028]除非特別指出或從上下文清晰得到，術語“約”應理解為在本領域正常容忍范圍內(nèi)，例如在均值的2個標準差內(nèi)。“約”可以理解為在所述值的
4%,3%,2%U%>0.5%,0.1%、0.05%或0.01%內(nèi)。除非另外從上下文清晰得出，本文中提供的所有數(shù)值都被術語“約”修飾。
[0029]在下文中，將詳細描述本發(fā)明。
[0030]在一個方面，本發(fā)明涉及用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，發(fā)動機懸置橡膠組合物包括天然橡膠、硫磺、耐熱交聯(lián)劑、交聯(lián)加速劑、活化劑、抗老化劑和填充劑。優(yōu)選地，基于100重量份的天然橡膠，組合物包含約0.2~0.7重量份的硫磺、約0.9~2.5重量份的耐熱交聯(lián)劑、約1.5~3重量份的交聯(lián)加速劑、約8~12重量份的活化劑、約I~15重量份的抗老化劑、和約10~50重量份的填充劑。
[0032]本發(fā)明的基本組分是抗老化劑。優(yōu)選地，抗老化劑是(I)參與橡膠中化學鍵合并抑制化學添加劑流出的材料，例如2-巰基苯并咪唑，(2)在橡膠表面上形成分散的老化防止層并抑制流出的化學添加劑的粘結的材料，例如N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺，以及
(3)微晶蠟。圖1示出2-巰基苯并咪唑的化學式，圖2示出N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺的化學式，并且圖3示出微晶蠟的化學式。
[0033]在下文中，將詳細描述本發(fā)明的組分和含量。
[0034]1.組分
[0035](I)天然橡膠
[0036]優(yōu)選本發(fā)明包含天然橡膠，且通常是用于制造汽車用抗振動橡膠的天然橡膠。天然橡膠是本發(fā)明的基本材料，且其優(yōu)點是，當使其硫化時且當抗振動性能和物理特性的平衡極佳時，可以容易地改善其物理特性例如強度、耐熱性和耐久性。
[0037](2)硫磺和耐熱交聯(lián)劑
[0038]交聯(lián)劑包含硫磺、耐熱交聯(lián)劑等。在經(jīng)由硫磺的交聯(lián)反應中，橡膠的硫化是交聯(lián)反應，其中硫磺在鏈式聚合物之間發(fā)揮交聯(lián)連接聚合物的作用。經(jīng)由硫磺的交聯(lián)可向橡膠提供機械強度特性例如強度和彈性以及化學穩(wěn)定性。此外，通過包含熱穩(wěn)定的耐熱交聯(lián)劑以及硫磺，可以額外地改善橡膠的耐熱性。
[0039]在本文中，耐熱交聯(lián)劑可以是領域內(nèi)已知的任何該類試劑。優(yōu)選地，耐熱交聯(lián)劑包含選自N，N-間苯二馬來酰亞胺(PMP)、1，3-雙(檸康亞酰胺甲基)苯(P900)和六亞甲基-1，6-雙(硫代硫酸鹽)(HTS)中的至少一種。根據(jù)特別優(yōu)選的實施方式，耐熱交聯(lián)劑包含PMP、P900和HTS的混合物。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，PMP在保持組合物的物理特性的同時改善其物理特性，但是通過硬化，可能使組合物的成型流動性和抗振動性能劣化。然而，可以通過進一步包括P900、HTS等來善組合物的成型流動性和抗振動性能。即，可以通過使用P900和HTS來補償由PMP造成的成型流動性和抗振動性能的缺陷。
[0041]此外，優(yōu)選基于100重量份的天然橡膠，硫磺的含量為約0.2~0.7重量份。當硫磺的含量小于約0.2重量份，橡膠的耐久性急劇劣化且成型性可能降低。當含量超過約0.7重量份時，可能不能滿足所需的耐熱特性。
[0042]此外，優(yōu)選地，基于100重量份的天然橡膠，耐熱交聯(lián)劑的含量為約0.9~2.5重量份。當耐熱交聯(lián)劑的含量小于約0.9重量份時，組合物在室溫下的物理特性可能劣化，并且當其超過約2.5重量份時，可能加速橡膠的老化。
[0043]此外，基于100重量份的天然橡膠，優(yōu)選耐熱交聯(lián)劑中PMP、P900和HTS的含量分別為約0.3~1.5重量份、約0.3~1.5重量份和約0.3~1.5重量份。當PMP的含量少于約0.3重量份時，組合物的耐熱性可能不夠，而當其超過約1.5重量份時，經(jīng)由組合物的硬化的快速增加，可能使抗振動性能劣化。當P900和HTS的含量少于約0.3重量份時，通過組合物的成型流動性和硬化而引起的抗振動性能的劣化不能得到充分補償。
[0044](3)交聯(lián)加速劑
[0045]交聯(lián)加速劑具有以下作用:使橡膠的交聯(lián)反應加速；通過縮短硫化時間而縮短加工時間、降低硫化溫度和減少交聯(lián)劑的所需量來改善生產(chǎn)率；通過降低硫化溫度而改善組合物的質(zhì)量；以及通過減少交聯(lián)劑的所需量而降低生產(chǎn)成本。
[0046]交聯(lián)加速劑可以是領域內(nèi)已知的任何該類試劑。根據(jù)優(yōu)選實施方式，交聯(lián)加速劑由N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)、二硫化四甲基秋蘭姆(TT)等的混合物構成。
[0047]此外，基于100重量份的天然橡膠，優(yōu)選交聯(lián)加速劑的含量為約1.5~3重量份。當交聯(lián)加速劑的含量少于約I重量份時，經(jīng)由增加的硫化時間而可能使生產(chǎn)率劣化，而當其超過約3重量份時，可能發(fā)生燒焦和部分硫化，從而得到質(zhì)量較差的產(chǎn)品。
[0048]根據(jù)優(yōu)選實施方式，硫磺和耐熱交聯(lián)劑構成交聯(lián)劑。優(yōu)選交聯(lián)加速劑和交聯(lián)劑的重量比為約1: 0.1~1(交聯(lián)加速劑:交聯(lián)劑)。當交聯(lián)劑的重量比少于約0.1時，交聯(lián)劑的不足可能使橡膠的物理特性劣化，而當其超過約I時，由于交聯(lián)加速劑的飽和性能，增加的交聯(lián)時間可能使生產(chǎn)率劣化。
[0049](4)活化劑
[0050]活化劑發(fā)揮使交聯(lián)加速劑加速的作用，其加速交聯(lián)反應。如此，活化劑發(fā)揮使交聯(lián)反應的速度增加的作用。活化劑可以是領域內(nèi)已知的任何該類試劑，但是優(yōu)選該試劑由硬脂酸、氧化鋅(ZnO)等的混合物構成。
[0051]根據(jù)優(yōu)選實施方式，基于100重量份的天然橡膠，活化劑的含量為約8~12重量份。當活化劑的含量少于約8重量份時，由于交聯(lián)反應的迅速下降，增加的硫化時間可能使生產(chǎn)率劣化，而當其超過約12重量份時，可能發(fā)生燒焦和部分硫化，從而得到質(zhì)量較差的
女口
廣叩ο
[0052](5)抗老化劑
[0053]抗老化劑通過使由液壓發(fā)動機懸置中化學添加劑的粘結而引起的異物的產(chǎn)生最小化并使所產(chǎn)生的異物尺寸降低而發(fā)揮保持發(fā)動機懸置的抗振動性能的作用。
[0054]根據(jù)優(yōu)選實施方式，基于100重量份的天然橡膠，抗老化劑的含量為約I~15重量份。當抗老化劑的含量少于約I重量份時，可能不足以發(fā)揮防止橡膠老化的作用，而當其超過約15重量份時，與其它組分的不平衡可能使橡膠的物理特性劣化。
[0055]根據(jù)優(yōu)選實施方式，抗老化劑包含參與橡膠中化學鍵合并抑制橡膠中包含的化學添加劑流出的材料，例如2-巰基苯并咪唑(MB)。此外，優(yōu)選抗老化劑包含在橡膠表面上形成分散的老化防止層并抑制橡膠中包含的化學添加劑流出以及流出的化學添加劑的粘結的材料，例如N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺(IPPD)、微晶蠟等。
[0056]在本文中，優(yōu)選抗老化劑是選自2-巰基苯并咪唑、N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺、微晶蠟等中的至少一種。具體而言，優(yōu)選抗老化劑由2-巰基苯并咪唑、N-異丙基-N’-苯基-對苯二胺、微晶蠟等的混合物構成。
[0057]具體而言，因為N-異丙基-N’-苯基-對苯二胺的分子量低于微晶蠟，其首先流出并在橡膠表面上形成分散的老化防止層。之后，作為聚合物的微晶蠟緩慢流出并在橡膠表面上形成分散的老化防止層。因此，可以在橡膠表面上形成連續(xù)的老化形成層，從而抑制橡膠中包含的化學添加劑的粘結。
[0058]根據(jù)優(yōu)選實施方式，基于100重量份的天然橡膠，2-巰基苯并咪唑的含量為約I~5重量份。當2-巰基苯并咪唑的含量少于約I重量份時，可能不足以抑制橡膠中包含的化學添加劑的流出，而當其超過約5重量份時，其可能對橡膠的物理特性產(chǎn)生影響。
[0059]根據(jù)優(yōu)選實施方式，基于100重量份的天然橡膠，N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺的含量為約I~5重量份。當N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺的含量少于約I重量份時，由于流出到橡膠表面的量不足，可能難以充分發(fā)揮抗老化劑的作用。當含量超過約5重量份時，橡膠的機械特性可能顯著劣化。 [0060]根據(jù)優(yōu)選的實施方式，基于100重量份的天然橡膠，微晶蠟的含量為約I~5重量份。當微晶蠟的含量少于約I重量份時，由于流出到橡膠表面的量不足，可能難以充分發(fā)揮抗老化劑的作用。當含量超過約5重量份時，因為由油性微晶蠟的過量流出而引起橡膠膨脹，橡膠的抗振動性能可能劣化。
[0061](6)填充劑
[0062]作為填充劑，可以使用發(fā)揮出改善組合物的耐熱性和耐久性作用的碳黑。根據(jù)美國標準測試法(ASTM)，將碳黑分類為SAF、ISAF, HAF、XCF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等，且優(yōu)選填充劑是平均粒徑為約40~48nm的碳黑FEF(快壓出爐黑)。當粒徑少于約40nm，將要添加的顆粒數(shù)量增加，從而由顆粒之間增加的摩擦而引起的熱增加可能加速橡膠的老化，且增加的動態(tài)彈簧常數(shù)可能使乘坐舒適性劣化。當含量超過約48nm時，可通過降低的動態(tài)彈簧常數(shù)來改善乘坐舒適性，但是橡膠組合物的機械特性(例如，耐久性)可能劣化。
[0063]基于100重量份的天然橡膠，優(yōu)選碳黑的含量為約10~50重量份。在本文中，當碳黑的含量少于約10重量份時，橡膠組合物的機械特性因其低硬度可能劣化，而當其超過約50重量份時，由于過度增加的組合物硬度，乘坐舒適性和振動吸收能力可能不足。
[0064]3.用途
[0065]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物施用于飛機、船、耕種機、摩托車和汽車的懸置上。更優(yōu)選地，將組合物施用于汽車用液壓發(fā)動機懸置。
[0066]4.制造方法
[0067]在下文中，在另一個方面，本發(fā)明涉及用于制造防止老化用的發(fā)動機懸置橡膠組合物的方法。[0068]可以通過使用根據(jù)本發(fā)明的防止老化用的發(fā)動機懸置橡膠組合物來制造發(fā)動機懸置橡膠。用于制造防止老化用的發(fā)動機懸置橡膠組合物的方法并不限制于某個方法，且通常可以使用任何常規(guī)的技術。然而，將在下文中描述一個通用方法，其通常可以用于本發(fā)明所屬的【技術領域】中。
[0069]首先，通過使用密煉機來揉捏天然橡膠、碳黑、活化劑、抗老化劑等，以得到碳母料。將硫磺、耐熱交聯(lián)劑和交聯(lián)加速劑添加到碳母料中，并且通過使用輾輪式混砂機(rollmixer)對其進行分散和混合，之后通過使用壓縮機來制造用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物。
[0070]在下文中，將參考實施例更詳細地說明本發(fā)明。本領域普通技術人員將清楚，這些實施例僅出于示例說明目的而不應解釋為對本發(fā)明范圍的限制。
[0071][實施例]
[0072]基于下表1中的組分和含量，制造根據(jù)本發(fā)明(實施例1和2)和比較例的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物的樣品，并比較它們的物理特性。結果列在下表2中。
[0073] [表 I]
【權利要求】
1.一種用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，所述發(fā)動機懸置橡膠組合物包括天然橡膠且還包括: 由2-巰基苯并咪唑(MB)、N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺(IPPD)和微晶蠟的混合物構成的抗老化劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其基于100重量份的天然橡膠，包括約I~5重量份的2-巰基苯并咪唑、約I~5重量份的N-異丙基-N’ -苯基-對苯二胺和約I~5重量份的微晶蠟。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其基于100重量份的天然橡膠，還包括:約0.2~0.7重量份的硫磺、約0.9~2.5重量份的耐熱交聯(lián)劑、約1.5~3重量份的交聯(lián)加速劑、約8~12重量份的活化劑和約10~50重量份的填充劑。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其中所述耐熱交聯(lián)劑由六亞甲基-1，6-雙(硫代硫酸鹽)(HTS)、1，3-雙(檸康亞酰胺甲基)苯(P900)和N，N-間苯二馬來酰亞胺(PMP)的混合物構成。
5.根據(jù)權利要求3所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其中所述交聯(lián)加速劑由N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)和二硫化四甲基秋蘭姆(TT)的混合物構成。
6.根據(jù)權利要求3所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其中所述硫磺和所述耐熱交聯(lián)劑構成交聯(lián)劑，且所述交聯(lián)加速劑與所述交聯(lián)劑的重量比為約1: 0.1~I。
7.根據(jù)權利要 求3所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其中所述活化劑由硬脂酸和氧化鋅(ZnO)的混合物構成。
8.根據(jù)權利要求3所述的用于防止老化的發(fā)動機懸置橡膠組合物，其中所述填充劑是碳黑FEF(快壓出爐黑)。
【文檔編號】C08K5/37GK104004233SQ201310274329
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2013年2月21日
【發(fā)明者】樸鐘珉, 梁慶模 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社