KR20040000241A

KR20040000241A - 내열성 방진고무 조성물

Info

Publication number: KR20040000241A
Application number: KR1020020035434A
Authority: KR
Inventors: 손병천
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-03

Abstract

본 발명은 내열성 방진고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정제된 천연고무 47 ~ 53 중량%와 이소프렌 고무 47 ~ 53 중량%로 이루어지는 기재고무 100 중량부에 대하여 FEF 카본블랙 13 ~ 21 중량부, 실리카 14 ~ 16 중량부를 포함하여 이루어지며, 차량 엔진이나 트렌스미션 마운팅용으로 적합한 내열성 방진고무 조성물에 관한 것이다.

Description

내열성 방진고무 조성물{A heat-resistance rubber composition for against dust}

본 발명은 내열성 방진고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 엔진이나 트렌스미션 마운팅용으로 적합한 내열성 방진고무 조성물에 관한 것이다.

종래에 차량 엔진이나 트렌스미션 마운팅용으로 사용되어 온 방진고무로는 주로 천연고무를 주성분으로 하여 여기에 MAF(Medium Abrasion Furnace) 카본블랙 및 FEF(Fast Extrusion Furnace)카본블랙, 가공유, 활성화제, 노화방지제 및 가황 촉진제 등을 첨가하여서 이루어 지는 고무 조성물을 사용해 왔다.

일반적으로 차량 엔진이나 트렌스미션 마운팅용 방진고무는 엔진 룸 내의 고온 조건 하에서 엔진 및 트랜스미션의 무게를 지탱해야 하기 때문에 기계적 특성, 즉 인장강도나 신율보다는 우수한 내열 내구성과 장기간 동안 초기형태를 유지할 수 있는 크리프( Creep ) 성능이 요구된다.

그러나 상기와 같은 종래의 방진고무 조성물을 차량 엔진이나 트렌스 미션 마운팅용으로 사용하기 위해서는 내열 내구성이나 크리프량 등의 성능을 개선시킬필요가 있었다.

이에, 본 발명의 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 천연고무와 함께 합성 천연고무인 이소프렌 고무를 주성분으로 사용하고, 여기에다 내열성 보강제인 실리카( SiO2 )를 첨가하므로서 종래의 방진 고무에 비해 내열 내구성이나 크리프( Creep )량이 월등히 개선된 새로운 방진고무 조성물을 개발하게 되었다.

따라서 본 발명은 종래의 방진고무 조성물에 비해 내열 내구성 및 크리프량이 크게 개선되어 있어서 특히 차량 엔진이나 트랜스 미션 마운팅용 으로 적합한 내열성 방진고무 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 정제된 천연고무 47 ~ 53 중량%와 이소프렌 고무 47 ~ 53 중량%로 이루어진 기재고무 100 중량부에 대하여 FEF( Fast Extrusion Furnace )카본블랙 13 ~ 21 중량부, 실리카 14 ~ 16 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성 방진고무 조성물이다.

본 발명의 내열성 방진고무 조성물은 정제된 천연고무와 합성 천연고무인 이소프렌 고무를 주성분으로 한다. 정제된 천연고무는 단백질 등 불순물이 제거된 것으로서, 특히 내열성 향상에 도움을 주고, 합성 천연고무인 이소프렌 고무는 천연고무보다 가공성은 약간 떨어지나 내수성 및 내노화성이 우수한 특성을 갖고 있다.

천연고무와 이소프렌 고무의 조성 비율은 서로 동일한 함량이 되도록 하되, 천연고무 47 ∼ 53 중량%와 이소프렌 고무 47 ∼ 53 중량%가 되도록 한다. 이때, 천연고무의 함량이 47 중량% 미만이면 고무조성물의 기계적 성질이 떨어지고, 53 중량%를 초과하면, 내노화성이 떨어진다. 또한, 이소프렌 고무의 함량이 47 중량% 미만이면 내노화성이 떨어지고, 53 중량%를 초과하면 기계적 성질이 떨어진다.

내열성 향상을 위한 보강제인 실리카(SiO2)의 함량은 주성분인 기재고무 100 중량부에 대하여 14 ∼ 16 중량부가 되도록 한다. 이때, 실리카의 함량이 14 중량부 미만이면 내열성이 떨어지고, 16 중량부를 초과하면 상온 내구력이 떨어진다. 본 발명에서 실리카는 NIPPON SILICA INDUSTIRAL CO., LTD.의 NIPSIL E-200A를 사용할 수 있다.

카본블랙의 경우, 종래에는 MAF(Medium Abrasion Furnace) 카본블랙과 FEF( Fast Extrusion Furnace ) 카본블랙을 같이 사용해 왔으나 본 발명에서는 매끄러움이 좋고, 내부발열이 적으며 열전도성이 우수한 FEF 카본블랙 만을 사용한다. FEF 카본블랙의 함량은 고무성분 100 중량부에 대하여 13 ~ 21 중량부가 되도록 한다. 이때, 카본블랙의 함량에 따라 고무 조성물의 경도가 조절되는데, 상기 함량이 기준량 미만이면, 경도가 낮아 정적 특성이 낮아지므로 기계적 특성이 저하되고, 반대로 기준량을 초과하면 고경도가 되어 정적 특성이 너무 높아져 승차감 및 감쇄성이 약해진다.

FEF 카본블랙의 함량에 따른 경도의 변화를 고려하여 본 발명의 방진고무 조성물이 엔진 마운팅용으로 사용될 경우에는 FEF 카본블랙의 함량이 19 ∼ 21 중량부가 되도록 하고, 트렌스 미션 마운팅용으로 사용될 경우에는 13 ∼ 15 중량부가 되도록 하는 것이 좋다.

본 발명의 방진고무 조성물은 상기 성분 이외에도 가공유, 산화아연, 활성화제, 노화방지제, 황 및 가황 촉진제 등의 각종 보조 첨가제를 포함한다. 가공유( Process Oil )는 배합할 때 분산을 좋게 하고, 신장률을 높이며, 열 흐름을 좋게 한다. 또한 갈라짐 등을 방지하는 효과가 있어서 고무 조성물의 가공성이 좋아진다. 가용유의 함량은 고무 100 중량부에 대하여 4.0 ∼ 4.2 중량부가 적당한데, 4.0 중량부 미만이면, 가공성이 좋지 않고, 4. 2 중량부를 초과하면 접착성이 약해지는 문제점이 있다. 산화아연( ZnO )은 가황속도를 활성화하기 위해 사용하며, 고무 100중량부에 대하여 5.0 ∼ 5.3 중량부 정도가 적당하다. 5.0 중량부 미만이면, 가황속도 활성화가 약해지고, 5.3 중량부를 초과하면, 가황속도의 활성화가 지나치게 커져서 스코치(Scoch)가 발생되어 고무성질이 약해지는 문제가 있다. 활성화제로는 스테아린산( Stearic acid )을 사용하는데 그 함량은 고무 100 중량부에 대하여 2.0 ∼ 2.2 중량부가 좋다. 2.0 중량부 미만이면, 가황속도 활성화가 약해지고, 2.2 중량부를 초과하이면, 가황속도가 지나치게활성화되어 스코치( Scoch )가 발생되어 고무성질이 약해지는 문제가 있다. 내열 노화방지제는 고무 100 중량부에 대하여 1.0 ∼ 1.2 중량부가 포함 되도록 한다. 1.0 중량부 미만이면 내열성이 약해지고, 1.2 중량부를 초과하면 상온 내구력이 약해진다. 오존방지제는 내열성, 내굴곡성 및 내산화성이 우수한 3C(N-Phenyl-N'-isoprophy-p-phenylenedianine)를 고무 100 중량부에 대하여 1.8 ∼ 2.0 중량부를 사용한다. 이때, 1.8 중량부 미만이면 내오존성이 약해지고, 2.0 중량부를 초과하면 내산화성이 약화된다. 노화방지제는 고무 100 중량부에 대하여 1.8 ∼ 2.0 중량부 를 사용한다. 이때, 1.8 중량부 미만이면 내노화성이 약해지고, 2.0 중량부를 초과하면 가황반응을 방해하는 문제점이 있다

본 발명에서는 고무성분의 가교 형태를 기존의 CV( Conventional Vulcanization )시스템에서 SEMI-EV( Efficient Vulcanization ) 시스템으로 변경하였다. 일반적으로 천연고무의 가황 시스템은 폴리설파이드( Polysulfide )가교가 이루어지는 고황-저가황 촉진제 가황계( Conventional curing system )이다. 그러나 이러한 종래의 가황 시스템은 역 가황( Reversion )이 쉽게 일어날 뿐만 아니라, 내노화성도 약화되는 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 역가황을 적게하고 내노화성을 강화하는 방법으로 디설파이드( Disulfide )가교가 생기는 Semi-EV( Efficient Vulcanization ) 가황시스템(curing system)을 사용하여 황의 양을 줄임으로서 내열성을 향상시켰다.

본 발명에서 황의 함량은 고무 100 중량부에 대하여 1.7 ∼ 1.8 중량부가 좋으며, 1.8 중량부를 초과하면, 내열내구력이 저하되고, 1.7 중량부 미만이면, 상온내구력이 현저히 저하된다. 가황촉진제로는 고무 100 중량부에 대하여 티아졸계의 2-머캅토벤조티아졸(MBT, 2-Mercaptobenzothiazole) 0.2 ∼ 0.3 중량부, 디벤조티아질 디설파이드(MBTS, Dibenzothiazyl Disulfide) 1.0 ∼ 1.3 중량부를 사용한다. 이때, 상기 함량이 기준 이하이면, 안정성이 떨어지며, 기준 이상이면, 가황이 빨라져서 스코치가 발생되어 고무성질이 불량하게 된다.

이하, 본 발명에 대한 실시예 및 비교예를 들어보면 다음과 같다.

실시예 1 ~ 2

다음 표 1 과 같은 성분 및 조성비율로 이루어진 방진고무 조성물을 종래의 방법으로 제조하였다. 또한, 실시예 1의 고무 조성물을 사용하여 엔진 마운팅용 부재를 제조하고, 실시예 2의 고무 조성물을 사용하여 트렌스미션 마운팅용 부재를 제조하였다.

비교예 1 ~ 2

다음 표 2 와 같은 성분 및 조성비율로 이루어진 방진고무 조성물을 종래의 방법으로 제조하였다. 또한, 비교예 1의 고무 조성물을 사용하여 엔진 마운팅용 부재를 제조하고, 비교예 2의 고무 조성물을 사용하여 트렌스미션 마운팅용 부재를 제조 하였다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 차량 엔진 및 트렌스미션 마운팅용 부재에 대하여 각각 다음과 같이 물성을 평가하고, 그 결과를 다음 표 3 및 4에 나타내었다.

상기 표3의 결과에 따르면 실시예의 경우, 비교예에 비하여 내열성의 척도인 노화 후 인장강도 및 신율 변화율은 10 ~ 20%, 압축영구 줄음율은 10 ~ 40% 향상된 결과를 나타내었다.

상기 표4의 결과에 따르면, 실시예의 경우 비교예에 비하여 내열 내구성 및 크리프량이 크게 개선되어 있음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 방진고무 조성물은 종래의 조성물에 비해 내열 내구성 및 크리프량이 크게 개선되어 있어서, 특히 차량 엔진이나 트랜스 미션 마운팅용 방진고무로 매우 적합하다.

Claims

정제된 천연고무 47 ∼ 53 중량%와 이소프렌 고무 47 ∼ 53 중량%로 구성되는 기재 고무 100 중량부에 대하여, FEF 카본블랙 13 ∼ 21 중량부, 실리카 14 ∼ 13 중량부, 가공유 4.0 ∼ 4.2 중량부, 산화아연 5.0 ∼ 5.2 중량부, 스테아린산 2.0 ∼ 2.2 중량부, 내열 노화방지제 1.0 ∼ 1.2 중량부, 오존 노화방지제 1.8 ∼ 2.0 중량부, 노화방지제 1.8 ∼ 2.0중량부, 황 1.7 ∼ 1.8중량부, 2 - 머캅토벤조티아졸 0.2 ∼ 0.3 중량부, 디벤조티아질 디설파이드1.0 ∼ 1.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성 방진고무 조성물.