本發(fā)明屬于橡膠材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種球頭防塵罩及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置,汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。
轉(zhuǎn)向拉桿是汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的重要零件，它直接影響汽車操縱的穩(wěn)定性、運(yùn)行的安全性和輪胎的使用壽命。轉(zhuǎn)向拉桿分為兩類，即轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向橫拉桿。轉(zhuǎn)向直拉桿承擔(dān)著把轉(zhuǎn)向搖臂的運(yùn)動傳遞給轉(zhuǎn)向節(jié)臂的任務(wù)；轉(zhuǎn)向橫拉桿則是轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的底邊，是確保左右轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生正確運(yùn)動關(guān)系的關(guān)鍵部件。
球頭防塵罩用在轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂的連接處，一般產(chǎn)品內(nèi)部裝3-4克的油脂，當(dāng)汽車行駛過程中轉(zhuǎn)彎時(shí)，拉桿球頭銷會不斷做旋轉(zhuǎn)和搖擺動作，此時(shí)安裝在接頭處的防塵罩可以防止水、灰塵、泥沙等進(jìn)入球頭銷內(nèi)部，同時(shí)可有效減小接頭處摩擦力，防止拉桿接頭處卡死或者長期磨損而斷裂，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向失效造成事故，是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵件之一。
由于球頭防塵罩既要防止水的浸入，又要防止內(nèi)部油脂的浸出，且其在工作時(shí)需要長期隨拉桿球頭銷的運(yùn)動而發(fā)生摩擦耗損，因此，在本領(lǐng)域期望對球頭防塵罩的性能進(jìn)行改進(jìn)，得到一種具有良好的機(jī)械性能、耐水且耐多種油脂的球頭防塵罩。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種球頭防塵罩及其制備方法。該球頭防塵罩具有良好的機(jī)械性能，耐水且耐多種油脂。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一方面，本發(fā)明提供一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
所述炭黑由快壓出爐黑與天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑按質(zhì)量比(20-30):(30-40)組成；
所述增塑劑由脂肪油系增塑劑與脂肪族二元酸酯類增塑劑按質(zhì)量比(10-15):(10-15)組成。
本發(fā)明通過選擇快壓出爐黑與天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑按特定質(zhì)量比配合，脂肪油系增塑劑與脂肪族二元酸酯類增塑劑按特定質(zhì)量比配合，使制得的球頭防塵罩具有良好的機(jī)械性能、耐水且耐多種油脂的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明中，所述炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份、60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份或70份等。
所述增塑劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等。
所述防老劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以是4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份、5.2份、5.5份、5.8份或6份等。
所述快壓出爐黑與天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑的質(zhì)量比可以是20:40、21:39、22:38、23:37、24:36、25:35、26:34、27:33、28:32、29:31、30:30、20:30、20:35、25:30、25:35或30:40等。
所述脂肪油系增塑劑與脂肪族二元酸酯類增塑劑的質(zhì)量比可以是10:15、11:14、12:13、13:12、14:11、15:10、10:10、10:12、10:15、12:10、12:15、15:11、15:12或15:14等。
優(yōu)選地，所述球頭防塵罩按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
其中，所述快壓出爐黑的質(zhì)量份數(shù)可以是20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份等。
所述天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑的質(zhì)量份數(shù)可以是30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等。
所述脂肪油系增塑劑的質(zhì)量份數(shù)可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
所述脂肪族二元酸酯類增塑劑的質(zhì)量份數(shù)可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
優(yōu)選地，所述球頭防塵罩按質(zhì)量份數(shù)計(jì)還包括5-10份(例如可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份等)潤滑劑。
優(yōu)選地，所述潤滑劑選自脂肪酰胺或者芥酸酰胺。
優(yōu)選地，所述快壓出爐黑為N550。
優(yōu)選地，所述天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑為N770。
優(yōu)選地，所述脂肪油系增塑劑為菜籽油。
優(yōu)選地，所述脂肪族二元酸酯類增塑劑為己二酸二辛酯。
優(yōu)選地，所述防老劑由4,4'-二辛基二苯胺(防老劑ODA)和N-異丙基-N'-苯基對苯二胺(防老劑4010NA)按質(zhì)量比(2-3):(2-3)組成；防老劑ODA與防老劑4010NA的質(zhì)量比可以是2:2、2:2.5、2:3、2.5:2、2.5:3、3:2或3:2.5等。
另一方面，本發(fā)明提供一種上述球頭防塵罩的制備方法，包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分進(jìn)行密煉，得到混煉膠；
(2)將所述混煉膠進(jìn)行開煉成型得到成型橡膠；
(3)將所述成型橡膠進(jìn)行硫化處理，得到所述球頭防塵罩。
優(yōu)選地，步驟(1)中所述密煉的壓力為100-110kgf/cm2，例如可以是100kgf/cm2、101kgf/cm2、102kgf/cm2、103kgf/cm2、104kgf/cm2、105kgf/cm2、106kgf/cm2、107kgf/cm2、108kgf/cm2、109kgf/cm2或110kgf/cm2等；所述密煉的溫度為70-100℃，例如可以是70℃、72℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃、90℃、92℃、95℃、98℃或100℃等；所述密煉的時(shí)間為4-7min，例如可以是4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min或7min等。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述開煉成型的溫度為50-60℃，例如可以是50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃等；所述開煉成型的時(shí)間為3-5min，例如可以是3min、3.5min、4min、4.5min或5min等。
優(yōu)選地，步驟(3)中所述硫化的壓力為160-180kgf/cm2，例如可以是160kgf/cm2、162kgf/cm2、165kgf/cm2、168kgf/cm2、170kgf/cm2、172kgf/cm2、175kgf/cm2、178kgf/cm2或180kgf/cm2等；所述硫化的溫度為165-175℃，例如可以是165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃或175℃等；所述硫化的時(shí)間為300-420s，例如可以是300s、310s、320s、330s、340s、350s、360s、370s、380s、390s、400s、410s或420s等。
優(yōu)選地，所述制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為100-110kgf/cm2，溫度為70-100℃的條件下密煉4-7min，得到混煉膠；
(2)將所述混煉膠在50-60℃下開煉成型3-5min，得到成型橡膠；
(3)將所述成型橡膠在壓力為160-180kgf/cm2，溫度為165-175℃的條件下硫化300-420s，得到所述球頭防塵罩。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明通過選擇快壓出爐黑與天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑按特定質(zhì)量比配合，脂肪油系增塑劑與脂肪族二元酸酯類增塑劑按特定質(zhì)量比配合，使制得的球頭防塵罩具有良好的機(jī)械性能、耐水且耐多種油脂的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的球頭防塵罩的硬度(邵氏A)為51-54，拉伸強(qiáng)度為17-20MPa，斷裂伸長率為450-550％，撕裂強(qiáng)度為8-10N/mm；在78-82℃的蒸餾水中浸泡10天，其硬度變化為-4～+5，拉伸強(qiáng)度變化率為-20％～-40％，斷裂伸長率變化率為-30％～-50％，重量變化為+15％～+20％；在68-72℃的M115-01油脂中浸泡94-98h，其硬度變化為-3～+5，拉伸強(qiáng)度變化率為-15％～+15％，斷裂伸長率變化率為-20％～+20％，重量變化為-6％～+3％；在68-72℃的M115-04油脂中浸泡94-98h，其硬度變化為-3～+5，拉伸強(qiáng)度變化率為-15％～+15％，斷裂伸長率變化率為-20％～+20％，重量變化為-6％～+3％。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。
實(shí)施例1
一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
上述球頭防塵罩的制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為100kgf/cm2，溫度為100℃的條件下密煉7min，得到混煉膠；
(2)將混煉膠在60℃下開煉成型3min，得到成型橡膠；
(3)將成型橡膠在壓力為180kgf/cm2，溫度為165℃的條件下硫化420s，得到球頭防塵罩。
實(shí)施例2
一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
上述球頭防塵罩的制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為110kgf/cm2，溫度為70℃的條件下密煉4min，得到混煉膠；
(2)將混煉膠在50℃下開煉成型5min，得到成型橡膠；
(3)將成型橡膠在壓力為160kgf/cm2，溫度為175℃的條件下硫化300s，得到球頭防塵罩。
實(shí)施例3
一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
上述球頭防塵罩的制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為108kgf/cm2，溫度為80℃的條件下密煉4.5min，得到混煉膠；
(2)將混煉膠在52℃下開煉成型4min，得到成型橡膠；
(3)將成型橡膠在壓力為168kgf/cm2，溫度為172℃的條件下硫化410s，得到球頭防塵罩。
實(shí)施例4
一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
上述球頭防塵罩的制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為110kgf/cm2，溫度為95℃的條件下密煉6min，得到混煉膠；
(2)將混煉膠在55℃下開煉成型4min，得到成型橡膠；
(3)將成型橡膠在壓力為170kgf/cm2，溫度為175℃的條件下硫化360s，得到球頭防塵罩。
實(shí)施例5
一種球頭防塵罩，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括如下原料組分：
上述球頭防塵罩的制備方法包括如下步驟：
(1)將配方量的各組分在壓力為105kgf/cm2，溫度為85℃的條件下密煉5min，得到混煉膠；
(2)將混煉膠在58℃下開煉成型3min，得到成型橡膠；
(3)將成型橡膠在壓力為175kgf/cm2，溫度為170℃的條件下硫化380s，得到球頭防塵罩。
對比例1
與實(shí)施例5的區(qū)別在于N550的質(zhì)量份數(shù)為0，N770的質(zhì)量份數(shù)為60份。
對比例2
與實(shí)施例5的區(qū)別在于N550的質(zhì)量份數(shù)為15份，N770的質(zhì)量份數(shù)為45份。
對比例3
與實(shí)施例5的區(qū)別在于N550的質(zhì)量份數(shù)為35份，N770的質(zhì)量份數(shù)為25份。
對比例4
與實(shí)施例5的區(qū)別在于N550的質(zhì)量份數(shù)為60份，N770的質(zhì)量份數(shù)為0。
對比例5
與實(shí)施例5的區(qū)別在于菜籽油的質(zhì)量份數(shù)為0，DOA的質(zhì)量份數(shù)為26份。
對比例6
與實(shí)施例5的區(qū)別在于菜籽油的質(zhì)量份數(shù)為5份，DOA的質(zhì)量份數(shù)為21份。
對比例7
與實(shí)施例5的區(qū)別在于菜籽油的質(zhì)量份數(shù)為21份，DOA的質(zhì)量份數(shù)為5份。
對比例8
與實(shí)施例5的區(qū)別在于菜籽油的質(zhì)量份數(shù)為26份，DOA的質(zhì)量份數(shù)為0。
上述實(shí)施例1-5與對比例1-8的性能數(shù)據(jù)及測試標(biāo)準(zhǔn)分別如下表1和表2所示。
表1
表2
由表1和表2的性能數(shù)據(jù)可知，當(dāng)快壓出爐黑或天然氣半補(bǔ)強(qiáng)炭黑的質(zhì)量比不在本發(fā)明特定選擇的范圍內(nèi)時(shí)(對比例1-4)，得到的球頭防塵罩的硬度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度均有明顯的下降，即機(jī)械性能變差；當(dāng)脂肪油系增塑劑與脂肪族二元酸酯類增塑劑的質(zhì)量比不在本發(fā)明特定選擇的范圍內(nèi)時(shí)(對比例5-8)，得到的球頭防塵罩的機(jī)械性能、耐水和耐油脂性能均明顯下降。
申請人聲明，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。