氢化丁腈橡胶／聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料及其制备方法技术

本发明专利技术氢化丁腈橡胶／聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料属于高分子合成技术领域，涉及一种氢化丁腈橡胶／聚丙烯酸烷基酯复合阻尼材料及其制备方法。其特征在于，该阻尼材料中氢化丁腈橡胶网络的配方为：氢化丁腈橡胶：１００份；硫化剂：１～１０份；硫化助剂：０～１０份；填料：０～４０份；聚丙烯酸烷基酯网络的配方为：丙烯酸烷基酯单体：１００份；过氧化二苯甲酰：０．２～１．５份；对二乙烯基苯：０．５～１０份；聚丙烯酸烷基酯网络的重量百分比η为１０％～５０％，余量为氢化丁腈橡胶网络。本发明专利技术第一种制备方法的制备步骤是：制备混合溶液；聚合；制备互穿聚合物网络阻尼材料。本发明专利技术第二种制备方法的制备步骤是：制备氢化丁腈橡胶网络；溶胀；聚合。本发明专利技术的互穿聚合物网络阻尼材料有效阻尼温度范围变宽；耐介质性能好；最佳阻尼温度范围可自由调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子合成
，涉及一种氢化丁腈橡胶/聚丙 烯酸烷基酯复合阻尼材料及其制备方法。
技术介绍
氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶经催化加氢而制得的新型弹 性体。加氢反应后分子主链饱和度大幅提高，材料除具有较高的强度 性能外，耐热性能、耐介质性能、耐臭氧性能等均有很大程度改善， 逐渐在汽车、油田、机械制造等行业得到应用。另外，由于氢化丁腈 橡胶具有强极性腈基-C^N侧基，其分子链间作用力较强，受到外 力作用时内摩擦力很大，阻尼峰值较高，最大可达1.5。但同大部分 橡胶一样，氢化丁腈橡胶阻尼峰宽度较窄，有效阻尼温度范围小。有研究人员釆用丁腈橡胶(NBR) /聚氯乙烯(PVC)共混来改善 NBR的阻尼特性(European Polymer Journal, 2001, 37， 167)。 NBR 与PVC溶解度参数相近，因此其共混体系能达到链段级相容，其阻尼 材料不管硫化与否，均只有一个阻尼峰。NBR与PVC的玻璃化转变温 度分别为-15'C和9(TC，其共混物的阻尼峰在2(TC左右出现；经老 化处理后，其混合物的阻尼峰向高温方向迁移，同时阻尼温域变宽。 M.Patri， A.B.Sumui等研究了 丁腈橡胶和聚甲基丙烯酸烷基酯 互穿聚合物网络的阻尼性能(JohnWiley&Sons, Inc. 1997, 030549) 结果表明，所研制的互穿聚合物网络阻尼温度范围(用tan5曲线的 半峰宽表示)均大于纯丁腈橡胶，该材料可以作为阻尼材料在减震器 中使用。N.R, Manoj, L. Chandrasekhar等对羧基丁腈橡胶和聚甲基丙 烯酸酯互穿聚合物网络进行研究(Polym. Adv. Tech., 2002, 13， 644)，试验发现76/24比例的羧基丁腈橡胶/聚甲基丙烯酸酯互穿 聚合物网络适用于约束阻尼系统，而51/49比例的该聚合物网络在很 宽的频率范围内具有较好的阻尼和较高的模量，适于自由阻尼系统。上述文献中所用的NBR和羧基丁腈橡胶均为不饱和橡胶，由其制 成的阻尼材料的耐热性、耐老化性较差，应用领域受到一定限制，且 制备方法并未公开。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种耐热性、耐老化性好的氢化丁腈橡胶 /聚丙烯酸烷基酯复合阻尼材料及其制备方法。本专利技术的技术方案是氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合 物网络阻尼材料，其特征在于，该阻尼材料两个网络原料的配方组分 的重量份为1、氢化丁腈橡胶网络的配方为氢化丁腈橡胶 100份；硫化剂 1~10份;硫化助剂 0~10份填料 Q 40份;其中，氢化丁腈橡胶为纯氢化丁腈橡胶、羧基氢化丁腈橡胶或 改性氢化丁腈橡胶其中之一；硫化剂为过氧化二异丙苯、2,5 — 二 甲基一2，5双叔丁基过氧基已烷或1，4一双叔丁基过氧异丙基苯其中 之一；硫化助剂为硬脂酸以及氧化镁、氧化锌或氧化钙其中之一或 者两种及两种以上物质的混合物；填料为碳黑、白碳黑、氟化钙、 石墨、云母或碳纤维其中之一或者两种及两种以上物质的混合物；2、 聚丙烯酸烷基酯网络的配方为 丙烯酸烷基酯单体 100份； 过氧化二苯甲酰 0. 2-1.5份；对二乙烯基苯 0. 5~10份；丙烯酸垸基酯网络的单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、 甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸 甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的其中之一或两种及两种以上物质 的混合物；3、 互穿聚合物网络中，聚丙烯酸烷基酯网络的重量百分比n为 10%~50%,余量为氢化丁腈橡胶网络。如上面所述的氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料的第一种制备方法，其特征在于，制备的步骤如下1、 制备混合溶液；将重量为M1克的氢化丁腈橡胶在酮类溶剂中 溶解，形成均匀的氢化丁腈橡胶溶液，溶液浓度为10%~25%;然后 向溶液中加入Nl克的丙烯酸烷基酯单体，Nl=Ml*n/ (l-n )，再加 入过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯，过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯 的加入量按照聚丙烯酸烷基酯网络的配方计算；将溶液超声波处理 5~10分钟，得到混合溶液；2、 聚合；将上述混合溶液在5(TC 8(TC的水洛中处理5~8小 时引发聚合，然后将水洛升至7(TC ~9(TC,保温1 4小时进行聚丙 烯酸烷基酯的交联反应，得到含有聚合产物的溶液；将含有聚合产物 的溶液倒入敞口容器中进行自然挥发不小于24小时，然后放入真空 烘箱中在50°C 8(TC下保温不小于48小时，真空烘箱内的压力不大 于O. OlMPa，得到互穿聚合物网络胶料；3、 制备互穿聚合物网络阻尼材料；3.1、 混炼；将互穿聚合物网络胶料在双辊开炼机上塑炼，在最 小辊距下过辊8 10次，然后依次加入硫化助剂、填料和硫化剂，硫 化助剂、填料和硫化剂的加入量按照氢化丁腈橡胶网络的配方计算； 然后混炼5 10分钟，得到混炼胶，在塑炼和混炼过程中通冷却水， 保证辊温小于50°C;3.2、 硫化；将混炼胶在压机上硫化，温度为14CTC ~18(TC,压 力为5 MPa 15MPa，时间30 - 60分钟，得到氢化丁腈橡胶/聚丙烯 酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料。如上面所述的氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻 尼材料的第二种制备方法，其特征在于，制备的步骤如下 1、制备氢化丁腈橡胶网络；1.1、 混炼；将重量M2克的氢化丁腈橡胶在双辊开炼机上塑炼， 在最小辊距下过辊8 ~ 10次，然后依次加入硫化助剂、填料和硫化剂， 硫化助剂、填料和硫化剂的加入量按照氢化丁腈橡胶网络的配方计 算；然后混炼5 10分钟，得到混炼胶，在塑炼和混炼过程中通冷却 水，保证辊温小于5(TC;1.2、 硫化；将混炼胶在压机上硫化，温度为140°C ~18G°C,压力为5MPa 15MPa,时间30~60分钟，得到氢化丁腈橡胶网络胶料；2、 溶胀；将制得的氢化丁腈橡胶网络胶料浸泡于丙烯酸烷基酯 单体、过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯的混合物中，丙烯酸烷基酯单 体的重量不小于10M2克，过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯的重量按 照聚丙烯酸烷基酯网络的配方计算，浸泡0.5-36小时后称重，其重 量为M,当M2/M=l-n时完成浸泡，形成溶胀试样；然后擦干溶胀试 样表面的残余单体，迅速放入两块金属平板中间，外包铝箔纸；若达 不到要求，重复进行浸泡，直到满足要求为止；3、 聚合；将上述包装好的溶胀试样放入6(TC 9(rC的烘箱中， 保温5 8小时引发聚合，然后把烘箱温度升高到9(TC-ll(TC，再 保温1~4小时进行聚丙烯酸垸基酯类的交联反应，取出试样在50 'C 8(TC的真空烘箱中保温24小时以上，真空烘箱内的压力不大于 0. OlMPa,得到氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材 料。本专利技术的优点是l.有效阻尼温度范围变宽。纯氢化丁腈橡胶tan5大于0.2的 区域只有25°C ~ 35°C,而氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物 网络把此温度范围扩展到60°C ~100°C，可以在更宽的温度范围内起 到阻尼减震得作用。2. 耐介质性能好。两种聚合物材料均有较优异的耐介质性能，因 此氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯类互穿聚合物网络可应用于有介质 存在的振动环境中，填补耐介质高性本文档来自技高网...

【技术保护点】
氢化丁腈橡胶／聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料，其特征在于，该阻尼材料两个网络原料的配方组分的重量份为：　１．１、氢化丁腈橡胶网络的配方为：　氢化丁腈橡胶：　１００份；　硫化剂：　１～１０份；　硫化助剂：　０～１０份：　填料：　０～４０份；　其中，氢化丁腈橡胶为：纯氢化丁腈橡胶、羧基氢化丁腈橡胶或改性氢化丁腈橡胶其中之一；硫化剂为：过氧化二异丙苯、２，５－二甲基－２，５双叔丁基过氧基已烷或１，４－双叔丁基过氧异丙基苯其中之一；硫化助剂为：硬脂酸以及氧化镁、氧化锌或氧化钙其中之一或者两种及两种以上物质的混合物；填料为：碳黑、白碳黑、氟化钙、石墨、云母或碳纤维其中之一或者两种及两种以上物质的混合物；　１．２、聚丙烯酸烷基酯网络的配方为：　丙烯酸烷基酯单体：　１００份；　过氧化二苯甲酰：　０．２～１．５份；　对二乙烯基苯：　０．５～１０份；　丙烯酸烷基酯网络的单体为：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的其中之一或两种及两种以上物质的混合物；　１．３、互穿聚合物网络中，聚丙烯酸烷基酯网络的重量百分比η为１０％～５０％，余量为氢化丁腈橡胶网络。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珍，栗付平，陈祥宝，王景鹤，王力，郭湘瑶，
申请(专利权)人：中国航空工业第一集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]