一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用技术

本发明专利技术的一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用，各组分按照重量比包括：橡胶基体100～150份、磁性颗粒600～700份、硫化剂16～25份及促进剂4～5份、增塑剂20～30份、分散剂30～50份、增容剂50～60份、补强剂10～20份、物理硅胶成孔剂10～30份、防水剂10～30份。通过各组分相互配合及协同，使得弹性体不仅提高了磁性颗粒与基体间的键能和相容性，改善磁流变弹性体的阻尼性能，且存在许多气囊富有弹性，具有良好的力学性能。当外部磁场施加到气囊型磁流变弹性体上时，其机械性能响应可以得到快速且可逆的精确控制。弹性体中的气囊起到主动吸声降噪控制的作用，由于此种独特的磁流变行为，磁流变弹性体在减振、吸声降噪领域适宜推广使用。

A kind of aerocyst magnetorheological elastomer, preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用
本专利技术属于减振与吸声降噪的智能材料
，具体涉及一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用。
技术介绍
随着我国车辆使用日益增多，汽车引起的路面、桥面振动与噪音问题日益严重。由于磁流变材料的特性使其在减振与吸声降噪领域得到广泛应用，但磁流变液存在易颗粒沉降、液体密封难、稳定性差等缺点。由于磁流变弹性体材料在保持磁流变液和弹性体的优点同时克服了上述缺点，磁流变弹性体材料有更良好的应用前景。而磁流变弹性体作为一种新兴的智能材料，还没有统一的制备方法，现存一些问题。如磁性颗粒与基体间存在界面粘结性能较差、常温下阻尼性能欠佳、机械性能较差等问题，造成制得的磁流变弹性体性能与实际工程应用仍有一定差距。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用，通过各组分相互配合及协同，使得磁性颗粒与基体间的键能和相容性，改善磁流变弹性体的阻尼性能，而且存在许多气囊富有弹性，具有良好的力学性能。本专利技术提供一种气囊型磁流变弹性体，该弹性体各组分按照重量比包括：橡胶基体100～150份、磁性颗粒600～700份、硫化剂16～25份、硫化促进剂4～5份、填充物料130～220份，其中填充物料包括增塑剂20～30份、分散剂30～50份、增容剂50～60份、补强剂10～20份、物理硅胶成孔剂10～30份、防水剂10～30份；所述补强剂为气相法白炭黑。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述橡胶基体选取硅橡胶或天然橡胶。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述磁性颗粒选用微米级羰基铁粉和硅钢粉，两者比例为25:1，选用此磁性颗粒在保证饱和磁化强度的前提下改善了导磁率，减小涡流损耗。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述硫化剂为硒、碲、过氧化物或硫磺；促进剂为碱金属氧化物。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述增塑剂为二甲基硅油。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述分散剂为甲基戊醇或聚氨酯。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述增容剂为羧化碳纳米管或马来酸酐。在本专利技术的气囊型磁流变弹性体中，所述物理硅胶成孔剂为YQ-100Y、YQ-505Y或ES100W；防水剂为脂肪酸金属盐。本专利技术还提供一种上述的气囊型磁流变弹性体制备方法，包括以下步骤：步骤1：按如下组分配比称重：橡胶基体100～150份、磁性颗粒600～700份、硫化剂16～25份、硫化促进剂4～5份、填充物料130～220份，其中填充物料包括增塑剂20～30份、分散剂30～50份、增容剂50～60份、补强剂10～20份、物理硅胶成孔剂10～30份、防水剂10～30份；步骤2：将橡胶基体、磁性颗粒以及所有填充物料放入炼胶机中，机械均匀搅拌20分钟，再置于80℃下真空桶中脱泡，再将其注入到圆柱体铝制模具内；步骤3：把硫化剂及硫化促进剂倒入模具内在150℃下硫化20分钟，与此同时施加磁感应强度为0.4T磁场制备各向异性的气囊型磁流变弹性体；步骤4：最后使用平行板式流变仪测试其力学性能。本专利技术的气囊型磁流变弹性体应用于三明治式路面结构或桥面铺装系，应用于具有减振、吸声降噪功能的其他结构。本专利技术的一种气囊型磁流变弹性体、制备方法及应用至少具有如下有益效果：本专利技术的配方设计合理，成本低、制备过程简单。当外部磁场施加到气囊型磁流变弹性体上时，其机械性能响应可以得到快速且可逆的精确控制。弹性体中的气囊起到吸声降噪的作用，由于此种独特的磁流变行为，磁流变弹性体在减振、吸声降噪领域适于推广。另外此弹性体添加防水剂具有良好的防渗水性能与耐腐蚀性能。附图说明图1剪切储能模量与磁场强度关系图；图2剪切储能模量与频率关系图；图3损耗因子与磁场强度关系图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的解释说明。实施例1一种气囊型磁流变弹性体，各组分按照重量比包括：硅橡胶基体100份、磁性颗粒600份、硫化剂16份、硫化促进剂4份、增塑剂20份、分散剂30份、增容剂50份、补强剂10份、物理硅胶成孔剂10份、防水剂10份。其中，橡胶基体选取硅橡胶基体，磁性颗粒选用微米级羰基铁粉和硅钢粉，两者比例为25:1，硫化剂为硒，硫化促进剂为氧化钙；增塑剂为二甲基硅油，分散剂为甲基戊醇，增容剂为羧化碳纳米管，补强剂为气相法白炭黑，物理硅胶成孔剂为YQ-100Y、防水剂为硬脂酸钙。上述一种气囊型磁流变弹性体的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述组分配比称重；步骤2：将硅橡胶基体、磁性颗粒以及所有填充物料放入炼胶机中，机械均匀搅拌20分钟，再置于80℃下真空桶中脱泡，再将其注入到圆柱体铝制模具内；步骤3：把硫化剂及硫化促进剂倒入模具在150℃下硫化20分钟左右，与此同时施加磁感应强度为0.4T磁场制备各向异性的气囊型磁流变弹性体；步骤4：最后使用平行板式流变仪测试其力学性能。上述一种气囊型磁流变弹性体应用于三明治式路面结构或桥面铺装系，另外也可应用于具有减振功能的其他结构。实施例2一种气囊型磁流变弹性体，各组分按照重量比包括：硅橡胶基体125份、磁性颗粒650份、硫化剂20份、硫化促进剂4.5份、增塑剂25份、分散剂40份、增容剂55份、补强剂15份、物理硅胶成孔剂20份、防水剂20份。其中，橡胶基体选取硅橡胶基体，磁性颗粒选用微米级羰基铁粉和硅钢粉，两者比例为25:1，硫化剂为硒，硫化促进剂为氧化镁；增塑剂为二甲基硅油，分散剂为聚氨酯，增容剂为马来酸酐，补强剂为气相法白炭黑，物理硅胶成孔剂为YQ-505Y、防水剂为硬脂酸钙。上述一种气囊型磁流变弹性体制备方法及应用与实施例1相同。实施例3一种气囊型磁流变弹性体，各组分按照重量比包括：硅橡胶基体150份、磁性颗粒700份、硫化剂25份、硫化促进剂5份、增塑剂30份、分散剂50份、增容剂60份、补强剂20份、物理硅胶成孔剂30份、防水剂30份。其中，橡胶基体选取硅橡胶基体，磁性颗粒选用微米级羰基铁粉和硅钢粉，两者比例为25:1，硫化剂为硒，硫化促进剂为氧化钙；增塑剂为二甲基硅油，分散剂为甲基戊醇，增容剂为马来酸酐，补强剂为气相法白炭黑，物理硅胶成孔剂为ES100W、防水剂为硬脂酸钙。上述一种气囊型磁流变弹性体制备方法及应用与实施例1相同。将上述实施例1～3制得的直径为20mm，高为4mm的圆柱体磁流变弹性体铝制模具，在不同条件下使用平行板式流变仪测试其力学性能，如图1-3所示。图1为频率10Hz，0.1％应变下，此弹性体测得剪切储能模量在磁场0～0.4T范围内变化走势图；图2为磁场强度为0.1T，0.1％应变下，此弹性体测得剪切储能模量在频率1～10Hz范围内变化走势图；图3为频率10Hz，0.1％应变下，此弹性体测得损耗因子在磁场0～0.4T范围内变化走势图。磁流变弹性体具有在外加磁场的作用下磁性颗粒在磁场方向形成链状有序结构的特点，由测量数据图可知，各组分相互配合及协同，其力学性能随着磁场强度增加而得到明显增强，使得此种弹性体在各因素作用下在应力吸收(和吸声降噪)方面具有良好的效果。应用实例1本专利技术的一种气囊型磁流变弹性体应用于三明治式路面结构，三明治式路面结构由下而上主要分为三部分：下层双向配筋混凝土面板，应力吸收层以及缓粘结预应力混凝土面板。三明治式路面结构混凝土路面铺设主要施工步骤：首先，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气囊型磁流变弹性体，其特征在于，该弹性体各组分按照重量比包括：橡胶基体100～150份、磁性颗粒600～700份、硫化剂16～25份、硫化促进剂4～5份、填充物料130～220份，其中填充物料包括增塑剂20～30份、分散剂30～50份、增容剂50～60份、补强剂10～20份、物理硅胶成孔剂10～30份、防水剂10～30份；所述补强剂为气相法白炭黑。

【技术特征摘要】
1.一种气囊型磁流变弹性体，其特征在于，该弹性体各组分按照重量比包括：橡胶基体100～150份、磁性颗粒600～700份、硫化剂16～25份、硫化促进剂4～5份、填充物料130～220份，其中填充物料包括增塑剂20～30份、分散剂30～50份、增容剂50～60份、补强剂10～20份、物理硅胶成孔剂10～30份、防水剂10～30份；所述补强剂为气相法白炭黑。2.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述橡胶基体选取硅橡胶或天然橡胶。3.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述磁性颗粒选用微米级羰基铁粉和硅钢粉，两者比例为25:1，选用此磁性颗粒在保证饱和磁化强度的前提下改善了导磁率，减小涡流损耗。4.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述硫化剂为硒、碲、过氧化物或硫磺；硫化促进剂为碱金属氧化物。5.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述增塑剂为二甲基硅油。6.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述分散剂为甲基戊醇或聚氨酯。7.如权利要求1所述的气囊型磁流变弹性体，其特征在于，所述增容剂为羧化碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆征然，郭超，李学锋，张帆，李全兴，张茂胜，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21