一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法技术

本发明专利技术公开的一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，通过向橡胶中添加聚硼硅氧烷，制备出改性橡胶材料，其剪切刚度、等效阻尼比得到了很大提高，零位移阻力也得到增加，使制备的橡胶材料的抗冲击性能和减振性能得到明显提高。

A preparation method of polyborosiloxane modified rubber

【技术实现步骤摘要】
一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料制备方法
，具体涉及一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法。
技术介绍
橡胶是一种高分子聚合物材料，具有可逆形变的高弹性，即在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大，大于几十万。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品、绝缘、桥梁减振等领域。但是，橡胶的老化性能较差、抗冲击和减振性能不足，虽然应用于桥梁减振领域，但是桥梁领域的快速发展对减振性能提出了更高的要求，现有的橡胶材料难以满足达到该要求，因此，需要对橡胶进行进一步的改性。在现有公开的技术中，中国专利CN109705409A公开了一种汽车摆臂的橡胶衬套及其方法，其中使用天然橡胶、古马隆树脂、加工助剂、活性剂、防老剂RD1、防老化剂4010NA、防老化剂A、防焦剂、氧化锌、炭黑N774、炭黑N330、环烷油、不溶性硫磺、促进剂DM、促进剂M、促进剂D。上述具有良好的机械性能、耐候性、耐老化性能与高回弹性，但原料种类繁多，工艺复杂，加工成本高。中国专利CN109943076A公开了一种硫化硅橡胶及其制备方法，将硅橡胶生胶、过氧化物和阻尼改性剂混合，硫化得到改性硅橡胶。此专利得到的改性硅橡胶有良好的阻尼性能和力学性能，其中橡胶为硅橡胶，改性范围有局限性。中国专利CN109503894A公开了一种耐磨耐低温的橡胶的制备方法，其中使用聚硼硅氧烷、硬脂酸的改性剂对填料进行改性，增加填料的相容性，从而增加耐磨性，同时利用严格的原料添加顺序以及加入液体氟硅橡胶、顺丁橡胶混炼，从而使得此方明的耐低温性能有显著增加。此专利技术中工艺复杂，而聚硼硅氧烷用于改善橡胶的耐磨性。从以上看出，现有已公开的橡胶均未解决橡胶材料的抗冲击性能和减振性能问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，以提高橡胶材料的抗冲击性能与减振性能。本专利技术所采用的技术方案是：一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1将橡胶(AxB1-x)、聚硼硅氧烷按照比例加入密炼机中进行密炼，向其中加入炭黑、白炭黑以及金属氧化物进行脱水密炼，使各种材料混合均匀。步骤2将步骤1所得的所述材料模切成片材。步骤3将所述步骤2所得的所述片材进行硫化处理，得到硫化改性橡胶材料。步骤4将步骤3所得硫化改性橡胶材料裁成片材，即为聚硼硅氧烷改性橡胶材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过该方法制备的橡胶材料，其剪切刚度、等效阻尼比得到了很大提高，零位移阻力也得到增加，使制备的橡胶材料的抗冲击性能和减振性能得到明显提高。进一步优选为，橡胶(AxB1-x):聚硼硅氧烷的重量比范围为100：20-100：88。采用上述技术方案，按照该比例范围混合后得到的橡胶材料具有较高的抗冲击性和减振性能。进一步优选为，密炼温度为140-160℃。采用上述技术方案，该温度范围是密炼机内最佳的密炼温度，使各种材料能够充分混合。进一步优选为，密炼时间为10min-30min。采用上述技术方案，该时间范围为最佳密炼时间，有利于材料的形成。进一步优选为，橡胶(AxB1-x)中的A、B为三元乙丙橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶或氯丁橡胶中的一种，其中x的取值范围为0-1。采用上述技术方案，可以制备较多种类的橡胶材料。进一步优选为，橡胶的重量占比为100，白炭黑的重量占比范围为10-15，金属氧化物的重量比范围为5-10。采用上述技术方案，以制备满足抗冲击性和减振性能要求的橡胶材料。进一步优选为，步骤2中的片材为1000mm×1000mm×6mm。采用上述技术方案，可从该片材上采取符合测试需要的样品。进一步优选为，硫化处理在压力为10Mpa-20Mpa和温度为140℃-180℃的条件下进行。采用上述技术方案，制备符合要求的硫化改性橡胶材料。进一步优选为，硫化处理的时间为3min-30min。采用上述技术方案，该时间范围为硫化的最佳时间范围，可制备满足要求的橡胶材料。进一步优选为，裁成片材25mm×25mm×6mm。采用上述技术方案，用以制备方便测试需要的样品。附图说明图1是进行测试时的样品安装示意图；图中，1-钢片；2-丁基橡胶或样品a-f。具体实施方式一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，通过向橡胶中添加聚硼硅氧烷提高橡胶的抗冲击性和减振性能，包括以下步骤：步骤1依次将橡胶(AxB1-x)、聚硼硅氧烷(PBDMS)按照比例加入密炼机中，再向其中加入一定量的炭黑、白炭黑、金属氧化物进行脱水密炼，温度为140℃-160℃，时间为10min-30min，使各种材料混合均匀。在混合过程中，聚硼硅氧烷(PBDMS)的非共价键能够发生可逆的断裂和重生，吸收大量外部能量，同时引起分子链运动加剧，内耗增大，从而提高阻尼性能。橡胶(AxB1-x)与聚硼硅氧烷(PBDMS)的比例范围为100：20-88，按照该比例范围混合后得到的橡胶材料具有较高的抗冲击性和减振性能。其中，橡胶(AxB1-x)中的A、B可以为三元乙丙橡胶、天然橡胶以及丁基橡胶，其中x的取值范围为0-1。橡胶的重量占比为100，白炭黑的重量占比范围为10-15，金属氧化物的重量比范围为5-10。步骤2将步骤1所得材料模切成1000mm×1000mm×6mm片材，可从该片材上采取符合测试需要的样品。步骤3将步骤2所得片材在10Mpa-20Mpa压力、140℃-180℃温度条件下，进行硫化处理3min-30min，该时间范围为硫化的最佳时间范围，可制备满足要求的橡胶材料，制备符合要求的硫化改性橡胶材料。步骤4将步骤3所得硫化改性橡胶材料裁成25mm×25mm×6mm片材，用以制备方便测试需要的样品，所得片材即为聚硼硅氧烷改性橡胶材料。通过向橡胶材料中添加聚硼硅氧烷(PBDMS)，在动态外力作用下，聚硼硅氧烷的非共价键能够发生可逆的断裂和重生，吸收大量外部能量，同时引起分子链运动加剧，内耗增大，从而提高阻尼性能，使用该材料对橡胶进行改性，提高了橡胶的抗冲击和减振性能。与常规橡胶相比，通过该方法制备的橡胶材料，其剪切刚度和等效阻尼比得到了很大提高，零位移阻力也得到增加，使制备的橡胶材料的抗冲击性能和减振性能得到明显提高。运用以上的制备方法分别进行了6个实施例，并进行以下比对说明：实施例1步骤1依次将顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、聚硼硅氧烷、白炭黑与金属氧化物按照60：20：10：15：5的比例加入密炼机中，140℃密炼10min。步骤2将步骤1所得材料模切成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1将橡胶(AxB1-x)和聚硼硅氧烷按照比例加入密炼机中进行密炼，向其中加入炭黑和金属氧化物进行脱水密炼，使各种材料混合均匀；/n步骤2将步骤1所得的所述材料模切成片材；/n步骤3将所述步骤2所得的所述片材进行硫化处理，得到硫化改性橡胶材料；/n步骤4将步骤3所得硫化改性橡胶材料裁成片材，即为聚硼硅氧烷改性橡胶材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1将橡胶(AxB1-x)和聚硼硅氧烷按照比例加入密炼机中进行密炼，向其中加入炭黑和金属氧化物进行脱水密炼，使各种材料混合均匀；
步骤2将步骤1所得的所述材料模切成片材；
步骤3将所述步骤2所得的所述片材进行硫化处理，得到硫化改性橡胶材料；
步骤4将步骤3所得硫化改性橡胶材料裁成片材，即为聚硼硅氧烷改性橡胶材料。


2.根据权利要求1所述的聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，所述橡胶(AxB1-x):聚硼硅氧烷的重量比范围为100：20-100：88。


3.根据权利要求1所述的聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，所述密炼温度为140℃-160℃。


4.根据权利要求1所述的聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特征在于，所述密炼时间为10min-30min。


5.根据权利要求1所述的聚硼硅氧烷改性橡胶的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，于钟梅，于海洋，
申请(专利权)人：西安匹克玄铠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61