橡胶基颗粒料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种橡胶基颗粒料及其制备方法，具体涉及汽车零部件技术领域。本发明专利技术的橡胶基颗粒料，以橡胶基颗粒料的原料组分的总质量为基准计，所述橡胶基颗粒料包括以下原料组分及质量百分含量：丁腈橡胶7％‑12％，丁苯橡胶2％‑5％，炭黑3％‑7％，硫磺1％‑4％，硫化促进剂1％‑3％，多元导热复合粉料70％‑85％。本发明专利技术的橡胶基颗粒料可等比例替代摩擦材料中的黄铜纤维，并且所制得的摩擦材料的摩擦与磨损性能几乎不变，同时橡胶基颗粒料的降噪性能方面优于黄铜纤维，并能极大的提高制动过程中的脚踏板舒适度，添加量较低时初始性能更优异，可缩短磨合期；而且本发明专利技术的橡胶基颗粒料清洁、环保无污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车零部件
，具体涉及一种橡胶基颗粒料及其制备方法。
技术介绍
近几年，全球的汽车产业得到了快速发展。刹车片作为汽车配件中的关键零部件之一，不仅决定着汽车的安全行驶和舒适行驶，也是影响汽车行业节能环保的重要因素之一。汽车刹车片用摩擦材料的发展已经拥有几百年的历史，为满足全球化发展的需要，目前，石棉型摩擦材料由于石棉的强致癌性早已被淘汰，取而代之的是半金属、低金属和无石棉有机(NAO)摩擦材料，而铜作为上述摩擦材料配方中良好的调节剂，具有良好的热属性、机械特性及化学特性，目前仍在大量使用。然而，铜作为重金属之一，在环境中不会被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下进行富集，最后进入人体，最终影响人类的身体健康。美国华盛顿州和加利福尼亚州环保法规分别对汽车刹车片中铜的含量进行了限制，如表1和表2所示：表1美国华盛顿州环保法规(SB6557)规定元素含量(wt％)生效日期铜<52021年1月1日铜<0.52023年1月1日表2加利福尼亚州环保法规(SB346)规定元素含量(wt％)生效日期铜<52021年1月1日铜<0.52025年1月1日以上法规的出现，是全球刹车片行业向环保无铜化方向发展的一个趋势，因此，寻找铜替代材料势在必行。由于铜的特性，使其在摩擦材料中发挥一定性能，例如：(1)铜具有良好的导热性，可提高摩擦材料高温下的冷却速度及热扩散；(2)铜具有良好的延展性，可提高摩擦材料的抗磨损性；(3)铜纤维的机械特性，可提高摩擦材料的机械强度；(4)铜具有良好的化学特性，在制动过程中被高温氧化，可稳定摩擦系数。针对以上铜在摩擦材料中所发挥的优异特性，为了替代重金属铜，国内外行业中多选择两种或两种以上的原材料来替代铜，并且添加量远远超过铜的含量。由此，一方面导致原始配方配比的改变；另一方面，成本也随之增加。而传统的橡胶基颗粒料种类较多，该类材料因具有良好的弹性、独立的配方体系，在摩擦材料中多以减噪、提高制动舒适度为目的的摩擦性能调节剂进行添加，但传统的橡胶颗粒料由于橡胶添加比例较高，热扩散性较差，易导致摩擦材料整体的耐高温性能较差。因此，传统的橡胶颗粒料作为铜替代产品在摩擦材料中的应用有很大限制。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种橡胶基颗粒料及其制备方法，有效解决了现有技术中存在的非等量替代铜导致的配方配比变化、成本增加，替代铜后导致性能变差、不环保等缺陷。为了实现上述目的或者其他目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种橡胶基颗粒料，以橡胶基颗粒料的原料组分的总质量为基准计，所述橡胶基颗粒料包括以下原料组分及质量百分含量：丁腈橡胶7％-12％，丁苯橡胶2％-5％，炭黑3％-7％，硫磺1％-4％，硫化促进剂1％-3％，多元导热复合粉料70％-85％。进一步地，所述丁腈橡胶为NBR2907，丁苯橡胶为SBR1500。更进一步地，所述丁腈橡胶和丁苯橡胶均采用胶块状，胶块的大小只要满足能够加入到混炼机中即可，采用丁腈橡胶胶块和丁苯橡胶胶块的目的是为了方便将其他原料组分均匀的分散到丁腈橡胶和丁苯橡胶中。进一步地，所述炭黑的粒度为325-500目。所述硫磺的粒度为325-500目。所述硫化促进剂的粒度为100-325目。所述硫化促进剂选自二硫化四甲基秋兰姆(TT)和二硫化二苯骈噻唑(DM)中的一种或两种。进一步地，以多元导热复合粉料的原料组分的总质量为基准计，所述多元导热复合粉料包括以下组分及质量百分含量：酚醛树脂1％-4％，芳纶浆粕0.5％-2％，矿物纤维10％-20％，鳞片石墨3％-8％，硫化锡8％-15％，氧化镁15％-25％，氧化铝1％-5％，碳纤维5％-15％，氧化铁黑5％-15％，硫酸钡20％-30％。更进一步地，所述酚醛树脂为未改性酚醛树脂，所述未改性酚醛树脂的流动距离为14-20mm，凝胶化时间为30-50S。其中流动距离和凝胶时间参考GB/T24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。更进一步地，所述芳纶浆粕长径比为50-80。所述矿物纤维长径比为14-25，购自Lapinus公司，该矿物纤维经过表面处理进行改性，具有很好的热传导性。更进一步地，所述鳞片石墨的粒度为100-120目；所述硫化锡的粒度为325-500目，所述氧化镁的粒度为325-500目，所述氧化铝的粒度为200-325目。更进一步地，所述碳纤维的长径比为8-20，其导热系数可高达700W/m·k；所述氧化铁黑的粒度为325-500目；所述硫酸钡的粒度为325-500目。进一步地，所述多元导热复合粉料的制备方法为：(1)先将芳纶浆粕、硫酸钡、氧化镁加入到高速搅拌机中搅拌；(2)然后将酚醛树脂、矿物纤维、鳞片石墨、硫化锡、氧化铝、氧化铁黑、碳纤维共7种原料加入到高速搅拌机中搅拌，使得所有原材料混合均匀。更进一步地，步骤(1)中搅拌时间为2-10分钟，步骤(2)中搅拌时间为5-15分钟。更进一步地，步骤(1)和步骤(2)中搅拌速度均为1000转/分钟。本专利技术还提供了一种制备上述橡胶基颗粒料的方法，具体步骤如下：(1)混炼：先将丁腈橡胶和丁苯橡胶加入密闭式炼胶机料仓中混炼；然后加入多元导热复合粉料、炭黑，继续混炼；最后加入硫磺、硫化促进剂，继续混炼，混炼结束后排胶冷却；(2)破碎筛分：将冷却至室温的混炼料分批加入破碎机中破碎，使用60目、100目筛子筛分，并取60目与100目之间的颗粒料，即得橡胶基颗粒料。优选地，步骤(1)中加入丁腈橡胶和丁苯橡胶的混炼时间为2-4min，加入多元导热复合粉料、炭黑后混炼时间为2-4min；加入硫磺、硫化促进剂后的混炼时间为2-3min。优选地，步骤(1)中混炼过程中炼胶机的转速为15-20转/分。优选地，步骤(1)混炼过程中炼胶机温度控制在50-70℃。本专利技术第三方面还提供了一种橡胶基颗粒料在摩擦材料中的应用，以摩擦材料的原料组分的总质量为基准计，橡胶基颗粒料的质量百分比为5-15％。在本专利技术中，多元导热复合粉料选用在增摩填料类材料中导热性较优的氧化铝、氧化镁作为橡胶颗粒料中的增摩剂，鳞片石墨作为润滑剂，以及矿物纤维和碳纤维作为增强纤维，使得制备的橡胶基颗粒料具有较优的热扩散性能，用于摩擦材料时可促进摩擦材料在制动过程中与对偶件界面之间的热量散失。另外，将本专利技术所制得的橡胶基颗粒料用于摩擦材料中时，在摩擦材料热压成型及固化处理过程中，丁腈橡胶、丁苯橡胶在硫化促进剂的作用下会发生化学交联，对橡胶基颗粒料中的多元导热复合粉料进行“一次粘结”，提高橡胶颗粒料自身的机械强度；多元导热复合粉料中添加的酚醛树脂，在固化过程中对粉料中的其他组分及橡胶进行“二次粘结”，在提高橡胶基颗粒料自身的机械强度的同时，还可提高橡胶基颗粒料与摩擦材料其他组分在固化过程中的粘结力，进而提高摩擦材料整体的机械强度，满足摩擦材料在制动过程中的耐磨性。本专利技术通过上述“二次粘结”增强机制对橡胶基颗粒料和摩擦材料进行机械增强，可满足刹车片低磨耗、寿命长的要求。另外，本专利技术的橡胶基颗粒料经固化处理后仍然保持一定的柔韧性，可降低摩擦材料噪音发生概率，提高摩擦材料制动过程中的舒适性。相比现有技术中采用的黄铜纤维(其中黄铜纤维中铜的质量百分比为60-64％，锌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种橡胶基颗粒料，其特征在于，以橡胶基颗粒料的原料组分的总质量为基准计，所述橡胶基颗粒料包括以下原料组分及质量百分含量：丁腈橡胶7％‑12％，丁苯橡胶2％‑5％，炭黑3％‑7％，硫磺1％‑4％，硫化促进剂1％‑3％，多元导热复合粉料70％‑85％。

【技术特征摘要】
1.一种橡胶基颗粒料，其特征在于，以橡胶基颗粒料的原料组分的总质量为基准计，所述橡胶基颗粒料包括以下原料组分及质量百分含量：丁腈橡胶7％-12％，丁苯橡胶2％-5％，炭黑3％-7％，硫磺1％-4％，硫化促进剂1％-3％，多元导热复合粉料70％-85％。2.根据权利要求1所述的橡胶基颗粒料，其特征在于，所述硫化促进剂选自二硫化四甲基秋兰姆和二硫化二苯骈噻唑中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的橡胶基颗粒料，其特征在于，以多元导热复合粉料的原料组分的总质量为基准计，所述多元导热复合粉料包括以下组分及质量百分含量：酚醛树脂1％-4％，芳纶浆粕0.5％-2％，矿物纤维10％-20％，鳞片石墨3％-8％，硫化锡8％-15％，氧化镁15％-25％，氧化铝1％-5％，碳纤维5％-15％，氧化铁黑5％-15％，硫酸钡20％-30％。4.根据权利要求3所述的橡胶基颗粒料，其特征在于，所述酚醛树脂的流动距离为14-20mm，凝胶化时间为30-50S；芳纶浆粕的长径比为50-80。5.根据权利要求3所述的橡胶基颗粒料，其特征在于，所述矿物纤维长径比为14-25；鳞片石墨的粒度为100-120目；碳纤维的长径比为8-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传方，甄明晖，仇溢，
申请(专利权)人：山东金麒麟股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37