本发明专利技术公开了一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料及制备方法，以羧基丁腈橡胶xNBR为基体橡胶，滑动接枝聚合物SGC为高阻尼相，通过简单共混和反应性共混相结合的方法制成，包括如下步骤：(1)将xNBR在开炼机中塑炼，通过共混的方法加入SGC制成混炼胶；(2)将混炼胶转至密炼机，通过反应性共混的方法，加入交联剂，让SGC在xNBR基体中动态硫化；(3)再移至开炼机中加入硫化剂，静置后在平板硫化仪中将xNBR进行硫化。本发明专利技术通过反应性共混的方法将SGC交联，成为高阻尼相，能够使基体橡胶保持高力学性能的同时，大幅度提高阻尼性能，尤其是低温区域的阻尼性。本发明专利技术所制得的新型高阻尼性橡胶复合材料，尤其适用于汽车、桥梁、建筑、航空等领域的隔震材料。
A new high damping rubber composite material, its preparation and Application
The invention discloses a new type of high damping rubber composite material and preparation method, with carboxyl nitrile rubber xNBR as matrix rubber, sliding graft polymer SGC as high damping phase, combined by simple blending and reactive blending, including the following steps: (1) blending xNBR in a mixer by blending. The mixture was added to SGC, and (2) the mixture was transferred to the mixer. Through the reactive blending method, the crosslinker was added, and the SGC was dynamically vulcanized in the xNBR matrix; (3) the vulcanizing agent was added to the mixer, and the xNBR was vulcanized in the flat vulcanizer after the statics. The invention links the SGC by reactive blending to become a high damping phase, which can keep the matrix rubber with high mechanical properties, and greatly improve the damping property, especially the damping of the low temperature region. The new high damping rubber composite material is especially suitable for isolating materials in automobile, bridge, building, aviation and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料、制备方法及其应用，所制备的新型橡胶复合材料可用于汽车、房屋、桥梁、建筑等领域的高阻尼隔震橡胶材料，属于橡胶复合材料制备
技术介绍
阻尼材料能够将机械振动能转变为热能而耗散的材料，从而达到减震降噪的作用。目前在各种机械设备和装置上应用广泛，尤其是在汽车、桥梁的梁体与墩台连接处的隔震支座、地震防护用的隔震橡胶支座等领域，都需要材料具有高阻尼性能。高阻尼橡胶是阻尼材料新发展起来的新型高阻尼材料，主要是利用高分子的黏弹滞后性吸收外界的振动。评价一种材料阻尼大小的标准是阻尼因子(tanδ)，要求高阻尼材料的阻尼因子tanδ>0.3，才能起到吸收震动波能量的作用。高阻尼橡胶的工作区在玻璃化转变温度区，tanδ>0.3对应的温度范围是橡胶作为阻尼材料的功能区。一般情况下，功能区的温域越宽，tanδ值越高，阻尼效果越好。但是大多数橡胶的功能区较窄，尤其高低温区，其低温阻尼性能较差，-10℃左右时其阻尼因子tanδ已小于0.3，无法满足某些地区冬季使用的要求，在工程领域内的应用受到了局限。因此，研发损耗因子大，且有效阻尼温域宽的高性能橡胶阻尼材料成为该领域中亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是要提供一种能在高、低温下具有高阻尼性的新型橡胶复合材料，既要保持橡胶基体的高综合力学性能的同时，又要赋予其较高的阻尼性。本专利技术所涉及的一种羧基丁腈系高阻尼隔震橡胶复合材料及制备的方法，选用高拉伸强度的羧基丁腈橡胶为基体，来满足橡胶支架底座的高强度的要求；选用滑动接枝聚合物(SGC)作为高阻尼相，提高橡胶的宽温域高阻尼的性能。通过动态反应性共混及简单机械共混相结合的方式，以制备具有高阻尼性，高机械性能的隔震橡胶复合材料。本专利技术的目的是提供一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，能够在高低温下具有高阻尼性。本专利技术的第二个目的是提供一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料的制备方法，能够制备高阻尼隔震橡胶。本专利技术的第三个目的是提供新型高阻尼隔震橡胶复合材料在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中的应用。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：本专利技术所涉及的一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，包括如组分及份数：所述的份为质量份数。作为上述方案的进一步说明，所述的基体橡胶为羧基丁腈橡胶；所述的高阻尼相为滑动接枝聚合物。作为上述方案的进一步说明，所述的滑动接枝聚合物质量份数为20份。作为上述方案的进一步说明，所述的硫化剂Ⅰ是带有异氰酸酯基的化合物；所述的硫化剂Ⅱ是过氧化二异丙苯。作为上述方案的进一步说明，所述的异氰酸酯基的化合物为亚苯基二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(MDI)或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。本专利技术所涉及的新型高阻尼隔震橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一、在室温下，将基体橡胶在开炼机中塑炼，然后加入设定质量份数的高阻尼相混合均匀，再加入活化剂、促进剂、防老剂制成混炼胶；步骤二、将步骤一所制得的混炼胶转至密炼机中共混，再加入硫化剂Ⅰ，让高阻尼相在基体橡胶中动态硫化，使高阻尼相边交联边破碎，形成的交联高阻尼相粒子分散在基体腈橡胶中；步骤三、将步骤二处理后的混炼胶移至开炼机中加入硫化剂Ⅱ，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中进行硫化。作为上述方案的进一步说明，步骤二中，混炼胶在密炼机中，在80rpm转速、120℃条件下共混1min后，加入硫化剂Ⅰ，让高阻尼相在基体橡胶中动态硫化5min。作为上述方案的进一步说明，步骤三中，所述硫化的硫化温度为160℃，压力为10Mpa，硫化15min。本专利技术所涉及的新型高阻尼隔震橡胶复合材料在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术所涉及的一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，采用羧基丁腈橡胶作为基体橡胶材料，滑动接枝聚合物作为高阻尼相，通过添加硫化剂、促进剂、活化剂和防老剂等添加剂的添加量的控制，从而获得本专利技术具有高阻尼因子，有效阻尼温域宽，阻尼减振性能和机械力学强度均不会随着温度的改变而下降。高阻尼特性(tanδ≧0.3)的温度可低至-43.5℃，使得本专利技术所制得的新型高阻尼隔震橡胶可用在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中。附图说明图1：对比例和实施例4、实施例10所制备的橡胶材料阻尼曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。但本专利技术不限于这些实施例，还包括本领域技术人员在本专利技术公开范围内，做出的相应改变。实施例中所使用的高阻尼相为滑动接枝聚合物SGC，但不限于此；滑动接枝聚合物质量分数10-30质量份，但不限于此比例；所使用的羧基丁腈橡胶购买于日本立邦公司，牌号230s；所使用的滑动接枝聚合物购于天津微瑞超分子科技有限公司，商品代码为A1000，CAS.No928045-45-8。对比例1为纯羧基丁腈橡胶空白对照样；实施例1、2、3、4、5中羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比分别为95/5，90/10,85/15,80/20,70/30的变量，硫化剂Ⅰ为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)用量为5份下，硫化剂ⅡDCP用量在仅为为1、2.5、3份；实施例6、7、8中羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比80/20下，硫化剂Ⅱ过氧化二异丙苯(DCP)用量在2.5、3份，硫化剂Ⅰ种类分别为MDI，TDI和HDI的变量；实施例9、10、11分别为羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比80/20下，硫化剂Ⅰ为HMDI2份，硫化剂Ⅱ为DCP下，HMDI用量分别为10、15、25份的变量。对比例1在室温下，将羧基丁腈橡胶100g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促进剂四甲基秋兰姆二硫化物(简称：促TMTD)1g，促进剂N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(简称：促CZ)1g，促进剂乙撑硫脲(促Na-22)1g，防老剂N-异丙基-N’-苯基对苯二胺(简称：防4010NA)3g，硫化剂Ⅱ氧化二异丙苯(DCP)3g混炼均匀，制备成混炼胶；静置12小时后，在平板硫化机上硫化12分钟，硫化温度为160℃，压力为10Mpa，得到羧基丁腈胶片。实施例1(1)在室温下，将xNBR95g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入5gSGC混炼1min，依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促TMTD1g，促CZ1g，促Na-221g，防4010NA3g。(2)将xNBR和SGC的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂Ⅰ4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)5g，让SGC在xNBR基体中动态硫化5min，使SGC边交联边破碎，形成的交联SGC粒子分散在xNBR基体中。(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅡDCP3g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xNBR进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10Mpa，硫化12min，即可制得。实施例2(1)在室温下，将xNBR90g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入10gSGC混炼1min，依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于，包括如下组分及份数：基体橡胶 95‑70份高阻尼相 5‑30份活化剂 3‑4份促进剂 1‑3份防老剂 1‑3份硫化剂Ⅰ 5‑20份硫化剂Ⅱ 1‑3份；所述的份为质量份数。
【技术特征摘要】
1.一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于，包括如下组分及份数：基体橡胶95-70份高阻尼相5-30份活化剂3-4份促进剂1-3份防老剂1-3份硫化剂Ⅰ5-20份硫化剂Ⅱ1-3份；所述的份为质量份数。2.根据权利要求1所述的新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于，所述的基体橡胶为羧基丁腈橡胶；所述的高阻尼相为滑动接枝聚合物。3.如权利要求2所述的新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于，所述的滑动接枝聚合物质量份数为20份。4.如权利要求1所述的新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于：所述的硫化剂Ⅰ是带有异氰酸酯基的化合物；所述的硫化剂Ⅱ是过氧化二异丙苯。5.如权利要求4所述的新型高阻尼隔震橡胶复合材料，其特征在于：所述的异氰酸酯基的化合物为亚苯基二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(MDI)或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。6.一种权利要求1至5任一项所述的新型高阻尼隔震橡胶复合材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈建祥，李雪，姚鹏军，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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