SG-301合金橡胶在铁路橡胶减震件胶料中的应用

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摘要：通过添加SG-301橡胶试验改善铁路货车减震件的的主体材料，提高了胶料的生产工艺性能和物理及粘合性能，提升了产品的安全性能和产品的疲劳性能。

关键词：SG-301合金橡胶, 物理性能,粘合性能。

1 实验

1.1 主要原材料

天然橡胶（NR），RSS3，泰国产品；顺丁橡胶（BR）,牌号9000，北京燕山石化橡塑化工有限责任公司产品；炭黑N550，N774，上海卡博特化工有限公司产品；白炭黑VN3，赢创公司产品，青岛德信源工贸有限公司；SG-301合金天然橡胶，美国安卡沦产品，广州盈泷贸易公司提供；其余原材料均为橡胶工业市售产品。

1.2 主要仪器

XK-450型开炼机，广东湛江机械厂产品；GT-7104型电加热平板、GT-M型无转子硫化仪、AI-7000S型电子拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品；WTB-0.5回弹性测试仪，WML-100型橡胶龟裂疲劳试验机，扬州天发试验机械有限公司产品；KT-2002GF型压缩生热试验机，中国台湾晔中科技股份有限公司出品。

性能测试标准

橡胶胶料拉伸性能试验测试按GB/T528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变的测定》标准进行；橡胶胶料撕裂性能试验按GB/T529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定（裤形、直角形和新月形试样）》标准进行；橡胶胶料龟裂疲劳试验测试按GB/T13934-2006《硫化橡胶或热塑性橡胶屈挠龟裂和裂口增长的测定（德墨西亚型）》标准进行；橡胶胶料老化性能试验测试按GB/T3512-2014《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》标准进行；橡胶胶料的压缩永久变形性能试验测试按GB/T7759.1-2015《硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的程度第1部分：在常温及高温条件下》标准进行；橡胶胶料生热性能试验测试按GB/T1687-1993《硫化橡胶在屈挠试验中和耐疲劳性能的测定第2部分：压缩屈挠试验》标准进行，采用古特里奇压缩生热试验机进行测试，圆柱体试样高度为25mm,直径为18mm，测试条件为：温度 55℃，负荷 25kg，频率 30Hz。

原来胶料配方

天然橡胶和顺丁橡胶，100；硫磺和促进剂CZ、TT，3.30；活性剂，7.5；防老剂，4.5；炭黑和白炭黑,79；树脂，6；流动助剂，2.5；增塑剂，5；总计：207.8。

结果与讨论

SG-301橡胶是由丙烯酸接枝到天然橡胶乳液中反应聚合而成，材料的粘度和焦烧性能比高炭黑填充的胶料各项性能优异。经过塑料特性的Methyi acrylate材料接枝改性，使得SG-301材料成为一种具有高硬度、高强度、高模量、的橡胶共物，具有优异的耐屈挠和耐蠕变性能，改善了天然橡胶的耐老化、耐磨性能。

产品胶料硫化曲线的改善

SG-301橡胶比较适合于橡胶减震件产品中，橡胶胶料硬度在80±10范围内。由于橡胶胶料硬度较高，胶料中的炭黑用量较大、硫化体系比较高，使得胶料硫化曲线比较短，胶料焦烧时间缩短，使得产品生产的安全性能降低，产品使用过程中的耐疲劳性能下降。在橡胶减震件的胶料中依次添加不同份数的SG-301橡胶，其硫化曲线性能得到改善。添加不同份数的SG-301橡胶的胶料硫化曲线数据如表1。

表1 添加不同份数的SG-301橡胶的减震件胶料硫化曲线数据

胶料硫化仪

145℃×20min

原胶料配方

添加5份

添加10份

添加15份

添加20份

T10/min

4.16

4.61

4.83

4.62

5.12

T90/min

10.69

11.48

11.20

12.08

12.16

从表1可以看到在减震件产品胶料中依次添加不同份数的SG-301橡胶，其产品胶料的硫化

曲线数据得到不同程度改善，胶料焦烧时间得到延长，提高了产品的生产安全性能。

2.2 产品胶料的物理性能得到改善

在橡胶减震件产品的胶料中依次添加SG-301橡胶，胶料物理性能得到提高，其胶料测试结果如表2.

表2 添加不同份数SG-301橡胶的减震件产品胶料物理性能结果

胶料物理性能 145℃×15min	原胶料配方	添加5份	添加10份	添加15份	添加20份
硬度/邵尔（度）	79	78	78	77	76
拉伸强度/(Mpa)	21.8	22.5	22.9	22.3	22.6
扯断伸长率/（%）	412	433	466	488	493
压缩永久变形 35℃×24h(25%) 70℃×24h(25%) 110℃×3h(25%)	8.9 16.2 22.3	8.5 17.9 23.4	9.7 18.8 25.2	11.4 21.5 23.4	12.8 24.8 22.4
老化拉伸强度变化率 70℃×96h(%) 110℃×3h(%)	-6.8 -6.3	-8.4 -1.5	-2.8 -1.9	-7.5 -5.7	-9.0 -3.7
回弹值/（%）	59	54	51	51	50
压缩生热温升/（℃）	38.35	36.56	34.1	34.9	35.1
胶料龟裂屈挠/（万次）初现裂口试样断裂	2.01 5.36	3.3 23.2	5.37 25.9	5.14 13.5	5.61 10.97

从表2可以看到在橡胶减震件产品的胶料中添加10份SG-301橡胶，其胶料强度、扯断伸长率、弹性、龟裂疲劳、压缩生热等物理性能比较优异，其余性能相当。

2.3 产品的粘合性能得到提高

在产品胶料依次添加不同份数的SG-301橡胶，胶料粘合性能测试结果如表3.

表3 添加不同份数的SG-301橡胶的减震件产品胶料粘合性能测试结果

项目	原胶料配方	添加5份	添加10份	添加15份	添加20份
胶料粘合强度/（MPa）	8.6	9.3	9 .6	9.8	9.7
破坏形式	R	R	R	R	R
破坏类型百分率	100%	100%	100%	100%	100%
是否有气泡	有	有	无	无	有

从表3中可以看到添加10份的SG-301橡胶粘合性能比较好。

2.4产品性能得到提高

通过上述试验，产品配方优化为：天然和顺丁橡胶，90；SG-301,10；橡胶硫磺和促进剂CZ、TT，3.50；活性剂，8；防老剂，4.5；炭黑和白炭黑,82；树脂，5；流动助剂，2.0；增塑剂，8；总计：213.0。

货车减震产品胶料配方添加10份SG-301橡胶前后产品性能对比如表4.

表4 添加SG-301橡胶胶料配方前后产品性能试验结果对比

铁道货车减震件疲劳性能（50万次）	原配方产品	优化配方后产品
纵向疲劳刚度变化率 ≤20%	8.6	3.2
垂向疲劳刚度变化率 ≤20%	1.2	0.2
低温静刚度变化率 ≤20%	12.3	6.1
疲劳后产品外观	有裂纹现象。	良好。