本發(fā)明屬于特種橡膠的生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及用于三缸發(fā)動(dòng)機(jī)減震齒輪中對齒輪進(jìn)行包膠用的橡膠的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：三缸小排量發(fā)動(dòng)機(jī)在具有油耗低，體積小，重量輕的同時(shí)，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)是先天硬傷。因?yàn)槿装l(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，總有兩個(gè)缸體同時(shí)運(yùn)行，另一個(gè)缸體單獨(dú)運(yùn)行，二者所產(chǎn)生的力矩?zé)o法完全抵消。為了平衡曲軸上的抖動(dòng)，三缸發(fā)動(dòng)機(jī)需要平衡軸來平衡慣性力矩，而平衡軸上的包膠減震齒輪成為了帶動(dòng)平衡軸平衡一階力矩的關(guān)鍵。目前小排量三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中所用的包膠減震齒輪基本上被國外大型企業(yè)壟斷，而國內(nèi)減震齒輪橡膠材料開發(fā)起步晚，研發(fā)周期長，投入研發(fā)資金和人員不足，導(dǎo)致水平和能力不足，從而導(dǎo)致工況惡劣的三缸發(fā)動(dòng)機(jī)只能選擇國外的材料和產(chǎn)品，主要出現(xiàn)的傳動(dòng)和減震失效方式為未達(dá)到安全扭矩和扭轉(zhuǎn)剛度范圍，橡膠與金屬表面粘接失效，橡膠剛度在工況條件下失效。氫化丁腈橡膠（HNBR）是由丁腈橡膠進(jìn)行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和的彈性體。氫化丁腈橡膠具有良好耐油性能（對燃料油、潤滑油、芳香系溶劑耐抗性良好）；并且由于其高度飽和的結(jié)構(gòu)，使其具良好的耐熱性能，優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能（對氟利昂、酸、堿的具有良好的抗耐性），優(yōu)異的耐臭氧性能，較高的抗壓縮永久變形性能；同時(shí)氫化丁腈橡膠還具有高強(qiáng)度，高撕裂性能、耐磨性能優(yōu)異等特點(diǎn)，是作為三缸發(fā)動(dòng)機(jī)減震齒輪包膠的理想選擇。氫化丁腈橡膠可以在類發(fā)動(dòng)機(jī)工況環(huán)境中150℃的油介質(zhì)中停放很長時(shí)間，一定溫度下伸長率的無變化且無裂紋出現(xiàn)，高度氫化的HNBR表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性及耐老化性能。氫化丁腈橡膠在高工況下表現(xiàn)優(yōu)異，CN104194108公開了耐硫化氫腐蝕的氫化丁腈橡膠組合物，該組合物可用于耐硫化氫耐高溫高壓的油氣環(huán)境中，其作為高工況下密封件較為理想，但其不適用于發(fā)動(dòng)機(jī)減震齒輪，缺少橡膠與金屬表面涂層的粘接能力。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為滿足小排量三缸發(fā)動(dòng)機(jī)減震齒輪包膠的減振及工況要求，本發(fā)明提出一種金屬與橡膠界面之間粘結(jié)層能發(fā)生良好鍵合的減震齒輪包膠用生膠。本發(fā)明的技術(shù)方案是：氫化丁腈橡膠為100質(zhì)量份、硬脂酸為1～2質(zhì)量份、納米氧化鋅為5～10質(zhì)量份、4.4一雙（2.2-二甲基芐基）二苯胺（防老劑445）為1～2質(zhì)量份、2,2,4-三甲基-1,2-二氫喹啉聚合物（防老劑RD）為1～2質(zhì)量份，過氧化二異丙苯（過氧硫化劑DCP）為1～7質(zhì)量份、硫磺為1～2質(zhì)量份、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺（硫化促進(jìn)劑CZ）為1～2質(zhì)量份、中超耐磨炭黑（炭黑N330）為10～20質(zhì)量份、石墨烯為0.1～3質(zhì)量份、補(bǔ)強(qiáng)劑365為5～10質(zhì)量份。本發(fā)明可以應(yīng)用于對小排量三缸發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪的包膠中，都可使制成的包膠齒輪具有很好的耐油、耐溫、高阻尼和較好的機(jī)械性能，以保持包膠齒輪在發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度范圍-30℃～185℃和95%工況溫度125℃下，保持良好的往復(fù)使用機(jī)械性能。本發(fā)明的生膠可在較高工況下使用，在橡膠-金屬粘接模型中，使用CHEMLOK公司的雙涂型橡膠與金屬熱膠粘劑211與411產(chǎn)品，兩者擴(kuò)散性能良好，之間形成較好的過渡層，CHEMLOK411膠粘劑在硫化粘結(jié)過程中與Fe或其氧化物形成少量化學(xué)鍵的連接，在成型壓力的作用下，CHEMLOK211與氫化丁腈橡膠分子之間相互接近，當(dāng)分子間距離減小到一定程度時(shí)，硫化后產(chǎn)生化學(xué)鍵，成為聯(lián)結(jié)減震齒輪與橡膠的理想過渡層。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述納米氧化鋅為亞微米碳酸鈣負(fù)載納米氧化鋅，目的是防止氧化鋅聚集，以達(dá)到協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)以及提高高溫環(huán)境下的扭矩的作用。優(yōu)選的質(zhì)量比是：所述亞微米碳酸鈣負(fù)載納米氧化鋅中納米氧化鋅與碳酸鈣的質(zhì)量比為4:1。此質(zhì)量比能較好的分散體系中的納米氧化鋅，并能協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)以及提高高溫環(huán)境下的扭矩。另外，本發(fā)明所述石墨烯為石墨烯微片，目的是改善硬度及材料的阻尼性能。所述硫磺和過氧硫化劑的質(zhì)量比為1:3.5。目的是使橡膠獲得適當(dāng)?shù)慕宦?lián)度，同時(shí)與聯(lián)結(jié)膠粘劑層形成強(qiáng)的鍵合作用。本發(fā)明所述石墨烯和炭黑的質(zhì)量比為1.5:15。目的是使橡膠獲得合適的硬度及阻尼性能與理想的包膠齒輪扭轉(zhuǎn)剛度。優(yōu)選的質(zhì)量比是：所述石墨烯微片與炭黑的質(zhì)量比為1:10。此質(zhì)量比使得石墨烯微片能與炭黑起到了協(xié)同增強(qiáng)的作用，提高材料的阻尼性能。還有，本發(fā)明所述生膠中還包括1-3質(zhì)量份N,N′—間苯撐雙馬來酰亞胺（硫化劑PDM）。生膠配方中加入硫化劑PDM可以很好地提高粘接強(qiáng)度以及包膠齒輪的扭轉(zhuǎn)剛度。具體實(shí)施方式一、準(zhǔn)制包膠用生膠：下表為生膠配方對比例1：下表為生膠配方對比例2：下表為生膠配方實(shí)施例1：下表為生膠配方實(shí)施例2：二、包膠應(yīng)用：根據(jù)橡膠-金屬粘接模型，使用CHEMLOK公司的雙涂型橡膠與金屬熱膠粘劑211與411產(chǎn)品，采用CHEMLOK411均勻涂刷減震齒輪待包膠表面，室溫干燥半小時(shí)后，采用CHEMLOK211再均勻涂刷一層，室溫干燥半小時(shí)。采用注壓模具，將生膠注入齒輪骨架的間隙中，在150℃下硫化15-20min后脫模，得到初步硫化的包膠齒輪。將初步硫化的包膠齒輪置于150℃烘箱中，進(jìn)行二次硫化，1小時(shí)后取出，得到完全硫化后的包膠齒輪。三、試驗(yàn)及結(jié)果：項(xiàng)目對比例1對比例2實(shí)施例1實(shí)施例2最大扭矩（N?m）1219.211124.891206.221211.74最大轉(zhuǎn)角（°）46.9744.5542.5639.3740N?m處扭轉(zhuǎn)剛度（N?m/rad）505.87644.10644.10690.6640N?m處扭轉(zhuǎn)角度（°）4.255.154.775.2680N?m處扭轉(zhuǎn)剛度（N?m/rad）248.16224.16356.89523.2280N?m處扭轉(zhuǎn)角度（°）10.569.858.668.12100N?m處扭轉(zhuǎn)剛度（N?m/rad）274.28237.23374.67540.80100N?m處扭轉(zhuǎn)角度（°）15.4214.7912.0511.43阻尼系數(shù)0.2900.3070.4000.415在室溫23℃下，將以上各例制成的包膠齒輪進(jìn)行扭轉(zhuǎn)測試儀，測定的包膠齒輪的性能，測試結(jié)果見上表。對比以上各例，可以發(fā)現(xiàn)對比例1中未加入石墨烯微片、硫化劑PDM，并且只加入了2.5質(zhì)量份的過氧硫化劑（DCP），80N.m時(shí)的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼系數(shù)遠(yuǎn)小于實(shí)施例2的結(jié)果。對比例2相比于對比例1多加入了1質(zhì)量份的DCP，扭轉(zhuǎn)剛度及阻尼系數(shù)略微有所提升。實(shí)施例1相比于對比例1多加入了1質(zhì)量份的DCP、3質(zhì)量份的PDM以及1質(zhì)量份的石墨烯微片，結(jié)果顯示扭轉(zhuǎn)剛度及阻尼系數(shù)得到很大程度上的提升。實(shí)施例2比實(shí)施例1多加入0.5質(zhì)量份的石墨烯微片，阻尼系數(shù)得到進(jìn)一步提升，而工況扭矩80N.m處的扭轉(zhuǎn)剛度得到了較大的改善。通過對比，可見DCP的比例的改善，一定程度上可以更好的與硫磺形成協(xié)同硫化體系；PDM的加入很大程度上增加的體系的交聯(lián)密度，改善了包膠的力學(xué)性能；石墨烯微片的加入與炭黑起到了協(xié)同增強(qiáng)的作用，提高材料的阻尼性能。當(dāng)前第1頁1 2 3