一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，包括：羧基丁腈橡胶、受阻酚类抗氧剂AO 4426和AO 2246。其制备方法包括2个步骤：混炼和热压成形。本发明专利技术选用一种带有强极性的羧基官能团的丁腈橡胶作为基础材料，加入二种极性功能有机小分子，经混炼均匀、热压成型成为羧基丁腈橡胶为基础的酯类阻尼复合材料，不同有机小分子的OH与羧基丁腈橡胶的羧基‑COOH在热压成型工艺中产生脱水反应形成酯类化合物为复合材料的基体，C＝N基团与受阻酚的OH间、有机小分子OH间形成可逆性氢键，有效改善了阻尼性能，并且在使用过程中不会出现“喷霜现象”，有效提高了阻尼材料的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于工程用材料领域，它涉及了一种以羧基丁腈橡胶(XNBR)为基材，利用两种功能有机小分子的共同杂化作用开发阻尼减振复合材料，更具体地说，其涉及利用羧基丁腈橡胶开发阻尼减振性能的工程用材料，通过功能有机小分子共同杂化作用，使有机小分子在材料中形成均匀散布的纳米结构形式的结晶，以实现高阻尼特性；其涉及了一种功能有机小分子共同作用一方面改善复合材料的阻尼性能，另一方面利用微晶体所受周围微晶体外围的“氢键”作用力相近的原理，从而保持纳米微晶的状态，形成稳态微晶，可以有效解决“喷霜”现象，保持材料阻尼特性的一种新方法。
技术介绍
：极性橡胶与功能有机小分子杂化作用是常用的一种阻尼减振材料的开发方法，但由于过量的功能有机小分子的加入，常会在复合材料使用过程中产生“喷霜”效应(即功能有机小分子结晶析出)而使复合材料失去阻尼功效，如何采用受阻酚、受阻胺与极性橡胶采用杂化作用形成高性能阻尼材料的同时有效解决使用过程中的“喷霜”效应将是利用有机杂化方法开发高性能阻尼材料的一种新方法。含有极性官能团羧基(-COOH)和腈基的羧基丁腈橡胶是一种极性橡胶，含有极性官能团羟基(-OH)功能有机小分子受阻酚的混合为发生脱水反应，形成多种形式的氢键提供了必要条件。也为形成高阻尼性能的复合材料创造了条件。多组分功能有机小分子受阻酚的存在，为复合材料中不同组分酚类提供了各自的微结晶提供了可能，如果当受阻酚配比合适，有可能使形成的微晶外沿的羟基受周围微晶外沿羟基的形成“氢键”的作用力相近，从而无法在氢键作用而聚拢成大的结晶体提供可能，形成一种含有稳态微晶的高阻尼性能的复合材料。专利
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料及其制造方法。该材料具有较大的损耗因子和有效阻尼温域较宽，同时具有稳态的纳米微晶，使用中将不会出现“喷霜”现象，而影响复合材料的阻尼性能。制作方法简单，有效改善了有机杂化阻尼材料的使用价值。本专利技术的一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，所述阻尼复合材料包括54～42份羧基丁腈橡胶、36～28受阻酚类抗氧剂A和10～20份受阻酚类抗氧剂B，组分的含量以质量分数为单位，合计100份。作为优化：所述的羧基丁腈橡胶由丁二烯、丙烯腈和有机酸三元共聚而成，其羧化度为1％，所述有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸。作为优化：所述的受阻酚类抗氧剂A是一种含双羟基的极性有机小分子，化学名为4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)，简写为AO4426。所述的受阻酚类抗氧剂B是一种含双羟基的极性有机小分子，化学名为2,2亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，简写为AO2246。这两种受阻酚类抗氧化剂均是高结晶度的粉末体，其分子式中均有极性羟基(-OH)官能团，从而它们均有可能与羧基丁腈橡胶的羧基间产生脱水反应，当这两种受阻酚类抗氧化剂过量加入橡胶体中形成复合材料时都会产生大量的微晶。当两者配比合适时，由于微晶受周围微晶体氢键作用力相等，微晶体就以纳米级的微晶方式存在。有效解决工程使用中的“喷霜”现象而致阻尼性能下降或丧失。所述的含有纳米微晶的阻尼减振复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)混炼在辊筒中加入切割成小块状的羧基丁腈橡胶制成薄片；按工艺配方工艺先加入AO4426与羧基丁腈橡胶混炼待混合均匀后，再加入AO2246进行进一步混炼并达到均匀，将混炼料室温冷却后，得混炼薄片以备用；其中三元混料的质量比为：羧基丁腈橡胶:AO4426:AO2246＝54:36:10～42:28:30(其中羧基丁腈橡胶与AO4426以60:40比例按同样的工艺进行混炼，作为对比样成形膜)；(2)热压成形将上述混炼薄片前剪成比模具略大铺放在模子内腔中，模子上下用钢板夹住，且在模子和钢板之间用一层耐高温的防粘布，然后在防粘布外再加一层耐高温的保护膜；钢板移入平板硫化机，卸载预热，加压热压；取下钢板，迅速放入冷水中，脱模即得含有纳米微晶的阻尼减振复合材料。作为优化：所述步骤(1)中的辊筒的温度为40-50℃。作为优化：所述步骤(1)中的总混炼时间为45-60分钟。作为优化：所述步骤(2)中的耐高温防粘布是聚四氟乙烯耐高温布，耐高温防粘膜是耐高温PET薄膜。作为优化：所述步骤(2)中的卸载条件为：140-150℃预热10-30分钟。作为优化：所述步骤(2)中的加压条件为：15-16MPa的压力下加压20-40分钟。有益效果：本专利技术选用了一种带有较强极性羧基丁腈橡胶作为基材，按一定的工艺配比加入二种极性功能有机小分子(AO4426和AO2246)，经混炼均匀、热压成型成为含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，一方面不同有机小分子的羟基(-OH)与羧基丁腈橡胶的羧基(-COOH)间产生脱水化学反应形成一种脂类新基体，另一方面有机小分子中的羟基(-OH)间，及其与羧基丁腈橡胶的CN基间产生可逆性氢键，从而使材料损耗因子峰值增大，过量加入的有机小分子在复合材料中产生微晶，当两种有机小分子间配比合适时，微晶表面的羟基(-OH)受四周微晶的羟基(-OH)试图形成氢键的作用力相近时，则导致微晶保持原先的状态，而不会向一起聚拢，从而使这些微晶以稳态纳米形态均匀散布于复合材料中，确保了使用过程中不会出现“喷霜”现象。本专利技术实施过程中操作简单，羧基丁腈橡胶与两种有机小分子受阻酚共同作用，形成的酯类基体复合材料在改善复合材料阻尼性能的同时，有效解决了橡胶制品在加入过量受阻酚是将产生喷霜现象，造成阻尼材料性能下降的致命伤这一问题，具有良好的经济和社会价值。附图说明图1是实施例材料的阻尼损耗因子与温度的曲线图；图2是实施例材料的傅利叶红外光谱图；图3是实施例1的扫描电镜照片图；图4是实施例2的扫描电镜照片图；图5是实施例3的扫描电镜照片图。具体实施方式通过下述实施例将有助于理解本专利技术，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定。实施例1：含有纳米微晶的阻尼减振复合材料各组分质量百分比采用羧基丁腈橡胶:AO4426:AO2246＝54:36:10，复合材料的制备步骤如下：第一步混炼：1>将双辊筒炼塑机上的辊筒温度升到40℃并保持基本稳定；2>在辊筒间加入剪切成的小薄块状羧基丁腈橡胶通过辊筒表面温度和双辊筒间的剪切作用使其成膜；3>将成膜的羧基丁腈橡胶、AO4426和AO2246按质量比54:36:10进行称量后，先将羧基丁腈橡胶膜在双辊筒间混一下，然后徐徐加入AO4426，用切刀作辅助混合，以使组分混合均匀；然后再加入AO2246，同样用切刀作辅助混合，以使组分混合均匀。4>总的混炼时间为40分钟，混炼均匀后，将混炼料从辊筒上剥下来，在室温下冷却，以备热压成形之用。第二步热压成形：1>将冷却的混炼薄膜剪成略大于模子内腔尺寸铺放模腔中，模子上下都用钢板夹住，且在钢板和模子之间用一层高温防粘布和一层耐高温防粘膜加以隔离；2>将钢板移入平板硫化机，卸载条件下在140℃预热10分钟，使混炼料预热；3>用15MPa的压力加压20分钟，使材料热压成型；4>取出钢板，连同热压材料投入水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，其特征在于：所述的阻尼减振复合材料由下列组份按照质量份数组成：羧基丁腈橡胶(XNBR)：54～42份、受阻酚类抗氧剂A：36～28份和受阻酚类抗氧剂B：20～30份。

【技术特征摘要】
1.一种含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，其特征在于：所述的阻尼减振复合材料由下列组份按照质量份数组成：羧基丁腈橡胶(XNBR)：54～42份、受阻酚类抗氧剂A：36～28份和受阻酚类抗氧剂B：20～30份。2.根据权利要求1所述的含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，其特征在于：所述羧基丁腈橡胶由丁二烯、丙烯腈和有机酸三元共聚而成，所述有机酸为丙烯酸、甲基丙烯酸，其羧化度为1％。3.根据权利要求1所述的含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂A是一种含双羟基的极性有机小分子，其化学名为4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)，可简写为AO4426。4.根据权利要求1所述的含有纳米微晶的阻尼减振复合材料，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂B是一种含双羟基的极性有机小分子，其化学名为2,2亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，可简写为AO2246。5.根据权利要求1-4任一项所述的含有纳米微晶的阻尼减振复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)混炼在双辊筒的辊筒中加入切割成小块状的羧基丁腈橡胶制成薄片；按工艺配方要求在羧基丁腈橡胶薄片中先加入AO4426与羧基丁腈橡胶混炼待混合均匀后，再加入AO2246进行进一步混炼并达到均匀，将混炼料室温冷却后，得混炼薄片以备用；其中三元混料的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜生，
申请(专利权)人：江苏工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32