Способ для непосредственного связывания каучука, по меньшей мере, со второй подложкой и получаемое при этом изделие

Способ для непосредственного связывания каучука, по меньшей мере, со второй подложкой и получаемое при этом изделие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к связанной детали, содержащей каучуковый элемент, присоединенной к второй подложке, к каучук-металлсвязанной детали, к демпферу торсионных вибраций, и к способу непосредственного связывания каучука, по меньшей мере, со второй подложкой, которая может быть металлической подложкой, и к способу присоединения промежуточного каучукового элемента, который, необязательно, может применяться в условиях сжатия, между двумя металлическими деталями, например, при производстве демпферов торсионных вибраций коленчатых валов.

Высокопрочное присоединение каучука к подложкам и, в частности, к металлическим подложкам является желательным для множества применений, включая производство композитных изделий из каучука, характеризуемых высокими и/или динамическими нагрузками, или экстремальными условиями окружающей среды, например покрышек, приводных ремней, валиков, уплотнений и гибких шлангов; и в тех применениях, которые включают в себя или требуют определенного уровня вибрационной изоляции и/или демпфирования ударных воздействий, например вибрационных изоляторов, таких как крепления двигателей, крепления с вибрационной изоляцией, вибрационные демпферы, соединительных муфт, втулок подвесов и уплотнений коробок передач и мостов.

Разнообразные способы исторически используются для удовлетворения требований того или иного аспекта соединения каучука с металлом, включая улучшения прочности адгезии, контроль уровня сжатия или усадки каучука и/или повышения эффективности производства, и тому подобное. Как правило, в особенности, в области вибрационных изоляторов и/или ударных демпферов, где кольцевой элемент из вулканизированного каучука располагается различными способами между двумя внешними металлическими подложками, только ограниченный уровень механического связывания может быть достигнут путем сжатия каучукового элемента между внешними металлическими деталями, и полагаясь на силы трения между каучуком и поверхностями металла. Высокая прочность связывания каучука с металлом, тем не менее, как правило, достигается путем адгезивного связывания полностью вулканизированного каучукового элемента, помещенного между двумя внешними металлическими деталями, посредством действия одного или нескольких адгезивов, нанесенных на границу раздела каучука и металла (далее "поствулканизационное связывание"). Преимущество поствулканизационного связывания при конструировании деталей, где каучуковый элемент располагается между двумя внешним металлическими поверхностями, заключается в том, что поскольку каучуковый элемент является полностью вулканизированным до его размещения между металлическими поверхностями, он не проявляет значительной усадки и, по этой причине, покоится под давлением между металлическими поверхностями при выдерживании до температур, более низких, чем его температура вулканизации.

Альтернативно невулканизированный эластомерный материал вводится между внешними металлическими деталями, на которые наносится адгезив для каучука и металла, а затем эластомерный материал полностью вулканизируется в контакте с металлической подложкой, покрытой адгезивом (далее "вулканизационное связывание"). В порядке обеспечения гомогенного и плотного продукта при осуществлении этого способа требуется высокий уровень регулирования процессом. В дополнение к этому, после смешивания каучука в соответствии с этим способом демпферы должны быть собраны относительно быстро, что понижает гибкость производства, и тем самым, эффективность производства. Дополнительный недостаток обычных технологий вулканизационного связывания при конструировании деталей, где каучуковый элемент располагается между двумя внешними металлическими подложками, заключается в том, что несмотря на то, что каучуковый элемент является полностью отвержденным, когда он находится в контакте с каждой из металлических поверхностей, он имеет тенденцию к проявлению, по меньшей мере, некоторой степени усадки после отверждения и таким образом находится в условиях напряжения между металлическими поверхностями, практически непосредственно после того, как температура выдерживания падает ниже температуры вулканизации, что отрицательно влияет на время жизни изделия.

В обоих этих способах силы сжатия также необязательно прикладываются для обеспечения дополнительной стабилизации сцепления каучука с металлом или для удаления напряжений, возникающих в результате усадки каучука.

Как правило, в каждом из трех обычных способов формования прессованием каучуковых узлов или же узлов из каучука, соединенного с металлом, примером чего является производство демпферов торсионных вибраций коленчатых валов в соответствии с технологиям либо вулканизационного, либо поствулканизационного связывания, то есть формования прессованием, литьевого формования и формования под давлением, проблемы, связываемые с адгезивами для каучука и металла, наносимыми на границу раздела между каучуком и металлом, остаются по существу одними и теми же. Первая проблема связана с окружающей средой; большая часть таких адгезивов содержит токсичные составляющие и, таким образом, они являются очень сложными и дорогими при манипуляциях с ними, при их хранении и утилизации. Перед нанесением адгезива для соединения каучука и металла соответствующая поверхность металла должна, в дополнение к этому, как правило, подвергнуться интенсивной очистке поверхности и подготовке для обеспечения адекватной прочности связывания. В дополнение к этому, из-за ее, как правило, летучей природы композиция адгезива для соединения каучука и металла может сублимироваться или испаряться при температурах вулканизации еще до точки, в которой достигается адекватный контакт между металлом и каучуком, тем самым понижая эффективность адгезива, потенциально вызывая дымы в прессе и/или приводя к износу формы. В дополнение к этому, в способах вулканизационного связывания существует проблема "касания формы", при этом, когда расплавленная резина поступает в полости формы до вулканизации, она протекает сквозь покрытый адгезивом металл, стремясь унести с собой при этом, по меньшей мере, часть адгезива и, таким образом, дополнительно понижая его эффективность.

Патент США №4889578, Kei et al. описывает способ изготовления каучукового вибрационного изолятора, включающий в себя стадии сцепления, посредством вулканизации в сочетании с адгезивом для металла на границе раздела каучука и металла, слоя невулканизированного каучука к наружной поверхности внутреннего металлического фитинга; сцепления путем вулканизации в сочетании с адгезивом для металла на другой границе раздела каучука с металлом, другого слоя невулканизированного каучука к внутренней поверхности внешней оболочки металлического фитинга; нанесения раствора соединения галогена на противоположные, несоединенные поверхности обоих слоев каучука; соединение под давлением внутреннего металлического фитинга, имеющего слой каучука, и внешней оболочки металлического фитинга, имеющей слой каучука, так что два слоя каучука образуют границу раздела между каучуком и каучуком с использованием смазывающего вещества или смазывающего адгезива, и осуществляя адгезию между вулканизированными слоями каучука путем нагрева описанных выше, соединенных вместе тел.

Это способ демонстрирует несколько недостатков. В частности, использование соединения галогена, например хлорированных или бромированных полимеров и гипохлорита натрия, или хлорированного раствора циануровой кислоты в качестве агента для предварительной обработки по-прежнему требуется для соединения соприкасающихся поверхностей вулканизированного каучука. Более того, этот способ характеризуется множеством трудоемких стадий, каждая из которых вызывает прирост стоимости процесса. В дополнение к этому, способ ни в коей степени не основывается на использовании адгезива для каучука и металла на поверхности металла перед нанесением на него каучука, в порядке достижения удовлетворительной адгезии каучука и металла.

Настоящее изобретение предусматривает соединенное изделие из каучука и металла, содержащее, по меньшей мере, первую внешнюю металлическую деталь, вторую внешнюю металлическую деталь и элемент из вулканизированного каучука, расположенный между, по меньшей мере, одной деталью из указанной первой металлической детали и указанной второй металлической детали и соединенный с ними, где указанный каучуковый элемент представляет собой продукт реакции, по меньшей мере, одного эластомера, по меньшей мере, одной адгезивной добавки для адгезии каучука и металла и, по меньшей мере, одного вулканизирующего вещества; и указанный каучуковый элемент сформован и расположен так, чтобы находиться между указанными металлическими деталями, по меньшей мере, в одном состоянии из нейтрального состояния и состояния сжатия, при температуре в пределах от около -20°С до около 120°С и указанное соединение каучукового элемента, по меньшей мере, с одной из указанных металлических деталей достигается, по существу, в отсутствие слоя адгезива между указанным каучуковым элементом и указанной, по меньшей мере, одной металлической деталью.

В дополнительном воплощении настоящее изобретение предусматривает способ производства соединенной детали, содержащей элемент из вулканизированного каучука, расположенный между первой внешней деталью и второй внешней деталью. Способ включает в себя стадии помещения невулканизированной композиции эластомера, содержащей эластомер, по меньшей мере, одно вулканизирующее вещество и, по меньшей мере, одну адгезивную добавку, в форму для формования, и вулканизацию композиции, по меньшей мере, в две стадии, при этом на первой стадии вулканизации композиция вулканизируется менее, чем полностью, и на второй стадии вулканизации, предпочтительно осуществляемой с частично вулканизированной эластомерной композицией в контакте, по меньшей мере, с одной поверхностью внешней детали, композиция эластомера, по меньшей мере, по существу полностью вулканизируется.

В соответствии с одним из воплощений настоящее изобретение позволяет исключить стадии нанесения одного или нескольких адгезивов на поверхность внешней детали, на соответствующую границу раздела, перед введением композиции эластомера.

В дополнительном воплощении невулканизированная композиция эластомера содержит, по меньшей мере, два вулканизирующих вещества, каждое из которых характеризуется различными условиями активирования вулканизации, включая температуру, период выдерживания и давление. В соответствии с этим воплощением первая стадия вулканизации предпочтительно осуществляется в форме для формования путем выбора, по меньшей мере, одного параметра из первой температуры, первого прикладываемого давления и первого периода выдерживания таким образом, чтобы активировать первое вулканизирующее вещество до точки, когда композиция эластомера частично вулканизируется; и после этого осуществляется вторая стадия вулканизации с композицией эластомера в контакте с поверхностью внешней детали, необязательно, при сжатии до около 50% посредством выбора, по меньшей мере, одного параметра из второй температуры, второго прикладываемого давления и второго периода выдерживания таким образом, чтобы активировать второе вулканизирующее вещество до точки, когда композиция эластомера, по меньшей мере, по существу полностью вулканизируется.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут понятными из следующего далее описания и прилагаемых чертежей, в которых подобные цифровые обозначения обозначают подобные детали и

фиг.1 представляет собой общий вид с частичным вырывом демпфера торсионных вибраций коленчатого вала, изготовленного в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой общий вид с частичным вырывом демпфера торсионных вибраций коленчатого вала, изготовленного в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения;

фиг.3 представляет собой общий вид с частичным вырывом демпфера торсионных вибраций коленчатого вала, изготовленного в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения;

фиг.4 представляет собой схематический вид сбоку конфигурации исследования, используемого при характеризации преимущества одного из воплощений настоящего изобретения;

фиг.5 представляет собой общий частичный вид демпфера торсионных вибраций коленчатого вала, как описывается выше для фиг.2, в сочетании с приводным ремнем как части узла привода двигателя.

Обращаясь к фиг.1, демпфер торсионных вибраций коленчатого вала 10, сконструированный в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, представлен в общем виде. Демпфер 10 содержит кольцевую металлическую ступицу 12, расположенную коаксиально с инерционным элементом, изображенным на фиг.1, в виде металлического шкива 14. Кольцевой каучуковый элемент 16, имеющий внешнюю поверхность 28 и внутреннюю поверхность 34, наружный диаметр 60, толщину 62 и аксиальную ширину 64, расположен необязательно в условиях сжатия, в пределах до около 50%, между ступицей 12 и шкивом 14 и, как известно, обеспечивает характеристики демпфирования и/или вибрационной изоляции узла. В данном контексте термины "внутренний" и "внешний" не используются для описания конкретных абсолютных положений, но используются скорее для представления общей пространственной взаимосвязи между описываемыми деталями.

Ступица 12 содержит внешнюю поверхность 26 в адгезионном контакте с внутренней поверхностью 34 каучукового элемента и в дополнение к этому включает в себя центральную поперечную продолговатую трубку 18 для приема установочной оси (не показанной, но обычной), и имеющую отверстие 30 для приема установочного болта или опоры (не показанной, но обычной) в системе привода двигателя автомобиля. В изображенном воплощении интегральные соединительные элементы или спицы 32, простирающиеся, в целом, от трубки 18 по направлению к внешней периферии 33 ступицы 12, для соединения трубки 18 с оставшейся частью корпуса ступицы. Альтернативно, но менее предпочтительно из-за дополнительной стоимости и массы такой конфигурации, ступица 12 может включать в себя по существу твердый диск, имеющий центральное отверстие для поддержки ступицы внутри узла привода, или любую другую соответствующую конфигурацию, с помощью которой точка крепления ступицы, иллюстрируемая на фиг.1 в виде продолговатой трубки 18, находится в достаточном зацеплении или является соединенной с точкой контакта 26 со своим каучуковым элементом.

В представленном воплощении шкив 14 включает в себя внутреннюю поверхность 20 в адгезионном контакте с внешней поверхностью 28 каучукового элемента 16 и противоположную поверхность 22 для зацепления с элементом привода, характеризуемую в иллюстрируемом воплощении с помощью попеременного расположения выступов 21 и углублений 23, образующих бороздки, как показано, для приема и обеспечения ведущего зацепления с элементом привода соответствующей конфигурации, например с ремнем 35 со множеством V-образных ребер, как показано на фиг.5, в качестве части узла привода двигателя автомобиля.

В качестве ступицы 12 и шкива 14 может быть использован любой пригодный для использования и/или обычный материал, включая пластики, каучуки и металлы, такие как сталь, включая оцинкованную, фосфатированную и нержавеющую, литейный чугун, латунь, цинк или алюминий, но который предпочтительно представляет собой металл, такой как железо или сталь, и может, кроме того, содержать сплавы металлов, например хрома и никеля, вольфрама, молибдена, марганца, ванадия, хрома, кобальта и циркония, в обычных количествах, например, от 0 до около 25%. Эти компоненты могут быть сформированы с помощью любого обычного и/или пригодного для использования способа, такого как механическая обработка, центробежное литье, или путем иного формирования соответствующих конфигураций. В воплощении, связанном с описанием, приведенном ниже на фиг.1, как ступица 12, так и шкив 14 формируются из стали с помощью центробежного литья. Для других применений может быть предпочтительным, чтобы шкив 14 был получен из литейного чугуна, подвергнутого машинной обработке. В качестве каучукового элемента может быть использована любая пригодная для использования и/или обычная отвержденная эластомерная композиция, которая может быть выбрана специалистом в данной области как демонстрирующая пригодные для использования характеристики прочности, гибкости, сопротивления износу при изгибе, остаточной деформации при сжатии, демпфирования и/или изоляции и тому подобное, для данного применения. Материалы для использования в качестве каучукового элемента 16 в соответствии с примерными воплощениями настоящего изобретения подробно описываются ниже.

На фиг.2 изображен второй тип демпфера торсионных вибраций коленчатого вала 40. Демпфер 40 включает в себя ступицу 12, шкив 14 и каучуковый элемент 16, как приведено выше, в описании, приведенном на фиг.1, но в этом воплощении, поверхность 22 шкива для зацепления с элементом привода имеет альтернативную конфигурацию, характеризуемую отделением такой поверхности 22 от той поверхности шкива, которая находится в контакте с каучуковым элементом 16, с соединением поверхности 22 с оставшейся частью шкива 14 с помощью поперечного соединительного элемента 19, перпендикулярного к поверхности 22, для зацепления с элементом привода.

На фиг.3 представлен в общем виде третий тип демпфера 50 торсионных вибраций коленчатого вала. Демпфер 50 включает в себя ступицу 12, шкив 14 и каучуковый элемент 16, как приведено выше в описании, приведенном на фиг.1. Однако в этом воплощении поверхность 22 шкива для зацепления с элементом привода обладает еще одной альтернативной конфигурацией, характеризуемой первой поверхностью 52 для зацепления с ремнем, имеющей профиль с бороздками, как описывается выше на фиг.1, и вторую интегральную поверхность 54 для зацепления с ремнем, имеющую радиус, меньший, чем у первой поверхности 52, для зацепления с приводным ремнем, как показано, и имеющую V-образный профиль поперечного сечения, сформированный с помощью пары простирающихся наружу поверхностей 56, 58, для ведущего зацепления с ведущими поверхностями V-образного ремня соответствующих размеров. Специалист в данной области легко поймет, что соответствующая поверхность шкива точно также может иметь две поверхности с бороздками для зацепления с ремнями, предназначенные для зацепления с двумя ремнями со множеством V-образных ребер; две поверхности V-образной формы для зацепления с ремнями, предназначенные для зацепления с двумя V-образными ремнями, или любую иную комбинацию или конфигурацию, соответствующую конкретному предполагаемому приводу. В каждом случае описываемое здесь изобретение, которое связано с фиксацией каучукового элемента 16 между ступицей 12 и шкивом 14, на поверхности шкива, удаленной от поверхности (поверхностей) для зацепления с элементом привода, обеспечивало бы те же самые, по существу, преимущества. Альтернативные конфигурации, приведенные здесь, представляют собой только иллюстрации нескольких конфигураций демпфера, которые могут соответствовать тому или иному конкретному приводу, и не предназначены для ограничения рамок настоящего изобретения, как приведено в прилагаемой формуле изобретения.

В дополнение к этому, хотя любой из демпферов торсионных вибраций коленчатого вала, иллюстрируемых на нескольких чертежах, включает в себя плоские границы раздела каучука и металла, как показано на фиг.1, например, во взаимосвязи между внутренней поверхностью 20 шкива и внешней поверхностью 28 каучукового элемента, легко заметить, что как соответствующая для данного применения может быть использована любая пригодная для использования альтернативная конфигурация. Например, сам каучуковый элемент и одна или обе соответствующих поверхности ступицы и шкива, с которыми химически связывается каучуковый элемент, в соответствии с настоящим изобретением могут иметь одно или несколько искривлений или выступов. Эта технология может быть использована, например, для уменьшения изгибных вибраций коленчатого вала, или для внесения механического компонента в химическую связь, получаемую путем осуществления настоящего изобретения. Пример искривлений того типа, который может вносить вклад в одну или несколько таких характеристик, приведен в патенте США №5231893.

Более того, хотя примерные чертежи, приведенные здесь, иллюстрируют различные демпферы торсионных вибраций коленчатого вала, рассматриваемое изобретение не предполагается как ограниченное такими деталями, но является вместо этого применимым к любой связанной детали, где каучуковый элемент присоединяется, по меньшей мере, ко второй подложке, такой как деталь, из связанных каучука и металла, включая, например, вязкорезиновые демпферы для вибрационной изоляции и другие демпферы торсионных вибраций, включая двойные демпферы торсионных вибраций, демпферы торсионных вибраций кулачкового вала, демпферы торсионных вибраций приводного вала; демпферы валов, амортизационные ячейки, вибрационные изоляторы, крепления с вибрационной изоляцией, демпферы вибраций, соединительные муфты, втулки подвесов, уплотнения коробок передач и мостов, покрышки, приводные ремни, гибкие шланги и валики. Примеры таких изделий описаны в патентах США №№4477302, Leblanc et al., 5231893, Sisco et al., 4368807, McLean, 4223565, 5660256 и 5575869, Fujiwara et al. Неограничивающие примеры конструкций приводных ремней и способов для них описаны в патентах США №№2507852, 3078206, 3138962, 3250653, 3772929, 4066732, 4330287 и 4332576. Неограничивающие примеры конструкций гибких шлангов и способы для них описаны в патентах США №№3994761 и 4000759, Higbee. В каждом случае ожидается, что рассматриваемое изобретение обеспечило бы очень высокую степень химического связывания каучукового компонента с соответствующим металлом или с другой второй поверхностью необязательно в отсутствие отдельного адгезива для каучука и металла, наносимого на границу раздела каучука и металла.

В дополнение к этому, хотя описание, приведенное выше в связи с чертежами, направлено на соединенные детали из каучука и металла, рассматриваемое изобретение может, таким же образом, быть использовано в конструкции соединенных деталей, где вторая подложка, к которой присоединяется каучуковый элемент, формируется из материала, иного, чем металл. Такие материалы могут включать в себя, например, пластик, резину, включая невулканизированную, или частично вулканизированную резину, или термопластичный эластомер.

Обращаясь теперь к описанию материалов для использования при формировании каучукового элемента 16, в практике воплощения настоящего изобретения может быть использована любая пригодная для использования эластомерная композиция, которая содержит, по меньшей мере, один эластомер, по меньшей мере, одно вулканизирующее вещество и, по меньшей мере, одну адгезивную добавку или соагент, такой как адгезивная добавка, или соагент для адгезии каучука и металла. В настоящем контексте термины "эластомер" и "каучук" будут использованы взаимозаменяемо для обозначения любого природного или синтетического полимера с высокой молекулярной массой, имеющего свойства деформации и упругого восстановления при отверждении или вулканизации; и термины "вулканизирующее вещество", "отверждающий агент", "агент для поперечной сшивки" или "вулканизирующий агент" будут использоваться взаимозаменяемо, для обозначения вещества, которое способно преобразовывать эластомер из термопластичного в термоотвержденный, то есть такой, который способен к поперечной сшивке молекул эластомера. В настоящем контексте термины "адгезивная добавка для адгезии каучука и металла" (или "добавка") и "соагент для адгезии каучука и металла" (или "соагент") используются взаимозаменяемо для обозначения материала, который обеспечивает адгезию, способствует ей или вносит вклад в адгезию между ним самим и одним или несколькими другими материалами, или между двумя или более такими материалами посредством механического и/или химического связывания, последнее из которых может включать в себя любой тип, включая, но, не ограничиваясь этим, ковалентное связывание, ионное связывание, дипольные взаимодействия, такие как водородная связь, и тому подобное.

Соответствующие эластомеры, которые могут быть использованы для этой цели, включают в себя, например, этилен-альфа-олефиновые эластомеры (такие как сополимеры этилена и пропилена (ЕРМ), тройные сополимеры этилена пропилена и диена (EPDM), сополимеры этилена и октена (ЕОМ), сополимеры этилена и бутена (ЕВМ), тройные сополимеры этилена, октена (EODM); и тройные сополимеры этилена, бутена (EBDM)); этилен/акриловый эластомер (ЕАМ), полихлоропреновый каучук (CR), акрилонитрил бутадиеновый каучук (NBR), гидрированный NBR (HNBR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), алкилированный хлорсульфонированный полиэтилен (ACSM), эпихлоргидрин (ЕСО), полибутадиеновый каучук (BR), природный каучук (включая синтетический полиизопрен) (NR), хлорированный полиэтилен (СРЕ), сополимеры бромированного полиметилстирола-бутена, стирол-бутадиен-стироловые (S-B-S) и стирол-этилен-бутадиен-стироловые (S-E-B-S) блок-сополимеры, акриловый каучук (АСМ), этилен винил ацетатный эластомер (EVM) и силиконовый каучук, или сочетание любых двух или более из упомянутых выше. В одном из воплощений настоящего изобретения эластомер представляет собой этилен-альфа-олефиновый эластомер, такой как EPDM.

В настоящем контексте термины "связанный" и "склеенный", если специально не указано иного, используются взаимозаменяемо, как принято в данной области, для обозначения сильной или достаточной фиксации, получаемой с помощью химического взаимодействия. Это состояние характеризуется некоторым повышенным усилием, необходимым для разделения соответствующих подложек, по сравнению с усилием, требуемым для разделения подложек в отсутствие такого состояния. Прочность связывания при осуществлении настоящего изобретения может превосходить прочность каучука на разрыв, приводя к когезивному разрушению каучука, но когезивное разрушение не является необходимым для установления того обстоятельства, что в контексте настоящего изобретения достигается некоторое связывание.

При осуществлении одного из воплощений настоящего изобретения обнаружено, что такие свойства эластомерной композиции, как кристалличность, демпфирующая способность и вязкость или модуль сдвига эластомера, не оказывают какого-либо видимого воздействия на уровень адгезии, достигаемой между соответствующими поверхностями каучука и металла. Однако специалист в данной области заметит, что одно или несколько из таких свойств может регулироваться или выбираться для воздействия на общие рабочие характеристики или возможности, например, демпфера торсионных вибраций коленчатого вала, сконструированного в соответствии с воплощением настоящего изобретения, как это желательно для данной заявки. Таким образом, хотя это и не является необходимым при осуществлении настоящего изобретения, этилен-альфа-олефиновые эластомеры, имеющие содержание этилена в пределах от около 40 до около 80% массовых; более предпочтительно от около 50 до около 75% массовых, а наиболее предпочтительно от около 50 до около 62% массовых, предпочтительно использовать в качестве основного эластомера в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения. Как обнаружено, при вязкости по Муни такого эластомера от около 10 до около 100 при 125°С, более предпочтительно от около 20 до около 75 при 125°С, а наиболее предпочтительно от около 50 до около 75 при 125°С, в дополнение к этому достигаются хорошие результаты в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения.

Материалы EPDM, которые могут, например, быть использованы при осуществлении воплощений настоящего изобретения, включают в себя те, которые доступны под торговым наименованием KELTAN, от DSM Chemical Co.; силиконмодифицированные EPDM или смеси EPDM/силиконовый каучук, включая те, которые доступны под торговым наименованием ROYALTHERM, от Uniroyal Chemical Co., и те материалы EPDM, которые доступны под торговыми наименованиями VISTALON от Exxon, NORDEL от DuPont-Dow Elastomers, и ROYALENE от Uniroyal Chemical Co.

В соответствии с настоящим изобретением, кроме этого, композиция предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, одну адгезивную добавку, и в одном из воплощений настоящего изобретения, включает в себя, по меньшей мере, одну адгезивную добавку для адгезии каучука и металла, предназначенное для обеспечения улучшения адгезии каучукового элемента с металлическими компонентами при его вулканизации в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения, подробно описанным ниже. Соответствующие адгезивные добавки включают в себя такие материалы, в целом, классифицируемые как соединения соагентов Типа I, представленные полярными материалами с относительно низкой молекулярной массой, такими как акрилаты, метакрилаты и определенные бисмалеимиды; и материалы, в целом, классифицируемые как соединения соагентов Типа II, представленные малеированными полибутадиенами низкой полярности, образующими сетки. Дополнительные примеры, характеристики и пригодные для использования количества соагентов Типа I и Типа II описываются в статье "1,2 Polybutadiene Coagents for Improved Elastomer Properties" by R.E.Drake et al., Ricon Resins, Inc., as presented at American Chemical Society Rubber Division Meeting in November 1992. В дополнение к этому соагенты Типа I и Типа II описаны в патенте США №5300569, Drake et al., US 5776294 Nagel и в качестве полифункциональных мономеров в патенте США №4857571, описания которых относительно примерных соагентов и их относительных пригодных для использования количеств в эластомерных композициях, включаются сюда в качестве конкретных ссылок. US 5776294 представляет примеры использования диакрилата цинка в качестве адгезивной добавки для облегчения связывания вулканизацией каучука с различными полярными основами, включающими металл и найлон. US 5300569 описывает, например, что α,β-ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их ангидриды или эфиры, присоединенные к диеновым эластомерам, могут использоваться в качестве адгезивных добавок для связывания вулканизацией каучука к практически всем материалам основы, включая пластики, металлы, текстиль, стекло, минеральные вещества. В US 5300569 особо отмечается очень хорошая адгезия между NBR и тканым хлопком, найлоном и полиэфирными волокнами, а также алюминиевыми и стальными основами.

В сочетании с этилен-альфа-олефиновыми эластомерами, используемыми в примерных воплощениях настоящего изобретения, такие активизирующие вещества Типа II включают в себя, например, малеированные полибутадиены, такие как малеинизированные 1,2-полибутадиеновые смолы (70-90%), представленные материалом, доступным под торговой маркой RICOBOND 1756 от Ricon Resins; и соли металлов Типа I альфа-бета ненасыщенных органических кислот, например, в патенте США №5610271, Yarnell et al., содержание которого относительно таких солей и их полезного использования в таких эластомерных системах включается сюда в качестве конкретной ссылки. Такие соли включают в себя цинк диакрилат и цинк диметакрилат, включая те, которые доступны под торговыми марками SARET 633, SARET 634 и SARET 708, от The Sartomer Co. В частности, цинк диметакрилат может выгодно использоваться в количествах от около 1 до около 50 частей на сто частей массовых эластомера, более предпочтительно от около 10 до около 40 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 15 до около 30 ч/сто мас. Смолы на основе малеированного полибутадиена, когда они используются, могут быть успешно включены в эластомерные композиции в таких же или несколько меньших количествах, например от около 1 до 50 ч/сто мас.; более предпочтительно от около 5 до 40 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 10 до 30 ч/сто мас. В дополнение к этому, имидные соагенты, такие как те, которые представлены N,N'-м-фенилендималеимидом, доступным под торговой маркой HVA-2, от DuPont Chemical Co., могут быть использованы сами по себе в тех же, примерно, что и выше количествах, или могут, необязательно, но с преимуществами быть использованы в сочетании с одним или несколькими из указанных выше адгезивных добавок/соагентов в количествах от около 0,25 до около 5 ч/сто мас.; более предпочтительно от около 0,50 до около 2,5 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 0,75 до около 1,50 ч/сто мас.

Предполагается, что эти материалы, обычно классифицируемые как загустители, могут, кроме того, быть использованы, поодиночке или в сочетаниях из двух или более из них в качестве адгезивных добавок и могут, кроме того, использоваться в сочетании с одним или несколькими из упомянутых выше соагентов Типа I и/или Типа II при осуществлении настоящего изобретения. Такие материалы могут включать в себя, например, терпеновые смолы, терпен-фенольные смолы, канифоли, загустители на основе ароматических углеводородов, политерпеновые смолы, углеводородные смолы и предпочтительно те, которые доступны под торговыми наименованиями WINGTACK от Goodyear и RESINEX от Harwick. Эти материалы, когда они используются при осуществлении настоящего изобретения, могут браться в количествах от около 1 до около 100 ч/сто мас., более предпочтительно от около 10 до около 75 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 20 до около 60 ч/сто мас.

Для использования в одном из воплощений настоящего изобретения эластомерная композиция включает в себя, необязательно, но предпочтительно одну или несколько дополнительных обычных добавок к композициям каучуков, например наполнители, масла, вулканизирующие агенты, активаторы и ускорители; замедлители подвулканизации, загустители, технологические добавки и тому подобное в количествах, обычно используемых для формирования эластомерных материалов, пригодных для осуществления настоящего изобретения. Например, пригодные для использования наполнители могут быть армирующих, неармирующих, полуармирующих типов или представлять собой сочетания типов, упомянутых выше, и могут включать в себя сажи; окись кремния; глину; тальк и тому подобное. В частности, такие наполнители могут быть использованы при осуществлении настоящего изобретения в количествах от около 0 до около 200 ч/сто мас.; более предпочтительно от около 10 до около 150 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 25 до 100 ч/сто мас. В тех применениях, где является желательной статическая проводимость, например в конструкции различных вибрационных демпферов, включение соответствующей проводящей сажи может быть особенно желательным.

Эластомерные композиции в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения могут быть отверждены с использованием любой пригодной для использования и/или обычной системы отверждения или вулканизации, пригодной для использования вместе с основным эластомером, включая те, которые используют серу, органический пероксид или другой материал, вызывающий образование свободных радикалов, и сочетания двух или более из них, в количествах, эффективных для отверждения. В одном из воплощений эластомерная композиция отверждается, по меньшей мере, в две стадии с помощью эффективного при отверждении количества вулканизирующего вещества, выбранного из органических пероксидов, органических пероксидов в смеси с серой от около 0,01 до около 1,0 ч/сто мас., ионизирующего излучения и сочетаний из двух или более из факторов, упомянутых выше. Для использования вместе с этилен-альфа-олефиновыми эластомерами одного из воплощений настоящего изобретения предпочтительными являются пероксидные вулканизирующие вещества, присутствующие в эластомерной композиции при уровнях от около 0,5 до 25 ч/сто мас.; более предпочтительно от 1 до 20 ч/сто мас. и наиболее предпочтительно от около 2 до около 15 ч/сто мас.

В одном из воплощений настоящего изобретения, по меньшей мере, два отдельных вулканизирующих вещества или системы отверждения (то есть, когда система отверждения может включать в себя одно вулканизирующее вещество или различные виды смесей из двух или более индивидуальных вулканизирующих веществ) используются для отверждения эластомерной композиции. Такие вулканизирующие вещества могут в дополнение к этому выгодно выбираться таким образом, чтобы к