一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种宽温域高阻尼弹性体材料，主要由以下原料制备而成：苯乙烯类弹性体、丁基橡胶、聚烯烃弹性体、稀释剂、无机填料、阻燃剂和助剂，其中，所述苯乙烯类弹性体中至少有一种含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体；其中，含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体占苯乙烯弹性体用量的40％～100％。本发明专利技术还公开了一种阻尼板的制备方法，称量并配制好物料，投入密炼机密炼中进行密炼，压延成片材，冷却、裁剪，得到宽温域高阻尼板。该弹性体材料或该制备方法制备获得的阻尼板可应用在轨道交通、汽车、航空航天、建筑领域的减振降噪中。本发明专利技术的阻尼弹性体材料温域范围宽，在

【技术实现步骤摘要】
一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子阻尼材料，尤其涉及一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]阻尼材料是指能够将机械振动能量转变为热能而耗散的材料，主要用于衰减振动和控制噪声传播，因此广泛应用于建筑、汽车、航空航天、轨道交通、石油化工、电力电气等领域。在轨道交通领域，随着人们对舒适性、安全性和环保型的要求越来越高，对阻尼材料的性能要求也日益严苛，要求其阻尼性能好、阻尼温域宽、并且阻燃环保、稳定耐用。
[0003]早期的汽车是采用沥青制作的阻尼片，然而沥青阻尼片会持续散发气味，污染车内空气，危害人体健康。近年来，开发出了更多的高分子树脂基阻尼材料，例如丁基橡胶阻尼片或PVC阻尼片。丁基类橡胶是一种较高饱和度、分子排列紧密的线性高分子粘弹性材料，具有防水佳、密封性好、抗氧化、耐候、抗化学老化性。由于其长链大分子结构中大部分侧链为甲基，具有较大的弹性滞后、耗能作用和很好的阻尼作用，因此被广泛应用于减震降噪制品中，通过复配可以制得较宽温域阻尼材料，但是普通的橡胶基阻尼材料的阻尼损耗因子普遍不够高，难以制得高阻尼材料。部分橡胶基阻尼材料中加入特殊阻尼改性剂可以进一步提高阻尼损耗因子，但是也会大幅提高材料的成本。橡胶基阻尼材料可以不经硫化，也可以是硫化的，未经硫化的橡胶基阻尼材料力学强度太低，耐温性不好，而硫化的橡胶基阻尼材料力学强度提升，但是增加了硫化工艺，不适合制备大型阻尼板材/片材，硫化后也会损失部分高阻尼特性。例如申请号为202010240236.8的专利公开了一种车辆减震降噪补强阻尼胶片及其制备方法，通过在丁基橡胶中添加分散剂改性的纳米石墨烯，增加了阻尼片内部的作用力，提高阻尼片内部的作用力，提高了阻尼片的强度，改善阻尼片的断裂问题。该方法以丁基类橡胶为基体，通过平板硫化机加压成型，制备工艺复杂，生产效率不高，而且只能制备小尺寸产品，另外添加改性纳米石墨烯的方法，大大提高的材料成本。
[0004]PVC分子链中也含有较大的侧基，阻尼性能较好，但是软质的PVC基阻尼材料需要加入大量的增塑剂，增塑剂对环境和人体存在潜在的巨大危害。另外，PVC燃烧时产生大量氯化氢气体，烟密度很高且烟毒性大，这些因素导致PVC基阻尼材料的环境和燃烧友好性不好。如申请号为202010215730.9的专利公开了一种汽车用阻尼减震材料及其制备方法，该申请采用PVC和丁基橡胶作为树脂基体，并加入硫酸钡、阻燃剂和稳定剂等配制而成，通过添加PVC树脂，大大提高了产品的耐磨、抗老化性等。但是，PVC树脂的加入也损害了材料的环保和阻燃性能，特别是燃烧时的烟密度和烟毒性。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种宽温域高阻尼弹性体材料及制备方法和应用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种宽温域高阻尼弹性体材料，主要由以下重量份的原料制备而成：
[0008]苯乙烯类弹性体10～25份，所述苯乙烯类弹性体中至少有一种含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体；其中，含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体占苯乙烯弹性体用量的40％～100％；
[0009]丁基橡胶15～20份，
[0010]聚烯烃弹性体1～10份，
[0011]稀释剂1～10份，
[0012]无机填料20～100份，
[0013]阻燃剂20～100份，
[0014]助剂2～6份。
[0015]上述的弹性体材料，优选的，所述含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体包括含有乙烯支化侧基的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(H-SIS)、含有乙烯支化侧基的氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(H-SEPS)、含有乙烯支化侧基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(H-SBS)、含有乙烯支化侧基的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(H-SEBS)中的一种或几种。选择含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体，乙烯支化侧基空间位阻大，在常温附近具有很高的阻尼损耗因子。
[0016]丁基橡胶的玻璃化转变温度在-60℃左右，其最佳的阻尼损耗温度区间在-60℃至0℃之间；普通的苯乙烯类弹性体具有两个玻璃化转变温度，而具有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体因为具有很多特殊的乙烯支化分子结构，其最佳的阻尼损耗温度区间在-20℃至40℃之间。本专利技术将丁基橡胶和苯乙烯类弹性体进行复合，尤其引入含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体，形成良好的微相分离结构，保证本专利技术的弹性体材料在-40℃至40℃之间均能保持较高的阻尼损耗特性。
[0017]丁基橡胶分子链柔顺性好，未硫化的丁基橡胶分子链易发生滑移，阻尼性能好，但是力学强度差没有回弹性，而苯乙烯嵌段共聚物属于热塑性弹性体，其中的苯乙烯相通过结晶形成纳米级的物理交联点，赋予材料良好的力学强度和弹性，通过丁基橡胶与苯乙烯弹性体的复配，保证本专利技术的材料在整体上保留热塑性弹性体的特性，常温下具有很好的力学性能和弹性。
[0018]上述的弹性体材料，优选的，所述聚烯烃弹性体为选自乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯基弹性体(EPM)、乙烯基聚烯烃弹性体(POE)中的一种或几种。聚烯烃弹性体作为第三种树脂，可以作为苯乙烯类弹性体和丁基橡胶的均化剂，改善组合物的加工性能和填充能力，并提高组合物的力学性能、柔韧性和抗撕裂性能等。
[0019]上述的弹性体材料，优选的，所述丁基橡胶为普通丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶和带有对甲基苯乙烯侧基的丁基橡胶中的一种或者几种。丁基橡胶以异丁烯和异戊二烯进行共聚，分子链当中含有非常多的侧甲基，而且分子链柔顺性好，分子链运动时内摩擦大，具有很高的阻尼损耗因子。丁基橡胶具有优异的耐热稳定性、耐化学稳定性与耐候性，并且和苯乙烯类弹性体的相容性好，丁基橡胶可以充当苯乙烯类弹性体的增塑剂，无需小分子增塑剂的添加，使用过程中没有小分子增塑剂的挥发，保证长期使用的阻尼性能不变。
[0020]上述的弹性体材料，优选的，所述稀释剂为分子量为1000～20000的聚异丁烯
(PIB)。PIB是异丁烯共聚而成，分子结构中含有很多侧甲基，与丁基橡胶的相容性好。PIB能够调节高分子组合物的硬度，既能够减小分子链段之间的内聚力，使大分子链段之间更容易发生滑移，也可以增加大分子链段滑移时的摩擦损耗，有效提高阻尼损耗因子。
[0021]丁基橡胶、聚烯烃弹性体都是柔软弹性好的高分子，可以充当苯乙烯类弹性体的增塑剂的作用，加工过程中可以大大减少甚至不需要添加任何小分子增塑剂。另外，本专利技术仅使用中低分子聚异丁烯(PIB)作为组合物的稀释剂，用来调节组合物的硬度，还可以有效提高组合物的阻尼性能。
[0022]上述的弹性体材料，优选的，所述无机填料为石墨、云母、碳酸钙、硫酸钡中的一种或几种。石墨和云母是片状结构，在材料受到外力而产生振动时，片状结构有利于在高分子链段和片层之间以及片层与片层之间产生更多微小滑移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽温域高阻尼弹性体材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：苯乙烯类弹性体10～25份，所述苯乙烯类弹性体中至少有一种含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体；其中，含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体占苯乙烯弹性体用量的40％～100％；丁基橡胶15～20份，聚烯烃弹性体1～10份，稀释剂1～10份，无机填料20～100份，阻燃剂20～100份，助剂2～6份。2.如权利要求1所述的弹性体材料，其特征在于，所述含有乙烯支化侧基的苯乙烯类弹性体包括含有乙烯支化侧基的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、含有乙烯支化侧基的氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、含有乙烯支化侧基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和含有乙烯支化侧基的氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。3.如权利要求1所述的弹性体材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶、丙烯基弹性体、乙烯基聚烯烃弹性体中的一种或几种。4.如权利要求1～3任一项所述的弹性体材料，其特征在于，所述丁基橡胶为普通丁基橡胶、氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶和带有对甲基苯乙烯侧基的丁基橡胶中的一种或者几种。5.如权利要求1～3任一项所述的弹性体材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊昌义，颜渊巍，胡钊，高玮，朱伟，陈彰斌，陈琪，秦伟，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：