一种导热高阻尼减振橡胶材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种导热高阻尼减振橡胶材料及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。所述导热高阻尼减振橡胶材料的原料包括橡胶混合体，导热填料，增强剂，活化剂，增粘剂，硫化剂，促进剂，防老剂；通过密炼机混炼，开炼机薄通均练及硫化工艺过程制得所述导热高阻尼减振橡胶材料。所述的导热高阻尼减振橡胶材料可以解决汽车减振元件橡胶材料的低导热问题，并提升零件的阻尼性能和动态老化寿命。提升零件的阻尼性能和动态老化寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种导热高阻尼减振橡胶材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料领域，具体属于一种导热高阻尼减振橡胶材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]伴随着汽车制造高性能技术的发展，从减振、噪音、舒适性等角度出发对橡胶减振元件提出了更高的要求。橡胶减振的主要原理是利用高分子的粘弹性来吸收振动的能量，将吸收的机械能转变为热能并耗散掉。天然橡胶具有优异的综合性能，但其分子链缺乏大位阻基团，导致阻尼减振性能较差，可以通过共混改性提高天然橡胶的阻尼因子，但是由于高阻尼橡胶材料的滞后损失大而导热性差，材料在承受循环载荷的同时伴随有较高的热生成，使材料表面和内部温度升高，加速了材料的疲劳破坏，因此在提高天然橡胶阻尼因子的同时必须要考虑材料本身导热的问题。
[0003]公开号为110229387A的专利申请公开了一种石墨烯轮胎的复合橡胶材料及其制备方法，所述石墨烯轮胎的复合橡胶材料，由以下重量份数的组份组成：橡胶100份，25～100份炭黑CB，改性多层石墨烯SMKGO 10
‑
40份，硬脂酸2
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5份，石蜡油10
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20份，DM 1
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2份，TMTD1
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2份，氧化锌1
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4份，硫磺1
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2份，偶联剂溶液100
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400份；该专利技术具有良好的导热性，不仅可明显缩短轮胎硫化过程中的硫化时间，同时也可将轮胎使用过程中因变形而产生的热量及时释放出去，从而降低轮胎的行驶温度，保证轮胎的使用寿命；其中所述的改性多层石墨烯采用硅烷偶联剂、无水乙醇、去离子水、草酸对氧化石墨烯进行改性，仅是解决石墨烯的团聚的缺陷及石墨烯在橡胶基体中的分散性差的问题。
[0004]公开号为CN112029203A的专利申请公开了一种高减振性能的高阻尼橡胶材料，该材料由溴化丁基橡胶100份、补强剂40～60份、填充剂20～60份、增塑剂10～30份、酸碱调节剂1～3份、脱模剂1～3份、防老剂RD2～6份、TKg调节剂10～40份、活化剂2～10份、活化助剂1～2份和硫化剂4～16份组成；通过更换主胶、炭黑、TKg调节剂和硫化体系等方式实现了高阻尼橡胶材料损耗因子高(大于1.0)，减振能力强；通过TKg调节剂使材料的损耗因子峰值变得更大，同时也使峰值落在使用温度范围内；该硫化体系使得分子链间形成较长的交联键，以增加分子链受迫运动的位移，从而提高材料的损耗因子；另外溴化丁基主胶和超细炭黑能够让橡胶的分子链位移时需要克服更大固有内耗，以此提高材料的损耗因子，提高减振能力；该专利技术仅考虑橡胶的损耗因子的提升，未考虑减振橡胶在使用过程中材料温升及疲劳破坏等因素。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种可以解决汽车减振元件橡胶材料的低导热问题，提升零件的阻尼性能和动态老化寿命的导热高阻尼减振橡胶材料，以及所述导热高阻尼减振橡胶材料的制备方法。
[0006]所述的导热高阻尼减振橡胶材料，由以下重量份数的组分组成：橡胶混合体90～
140份，导热填料0.5～2份，增强剂40～50份，活化剂3～6份，增粘剂10～15份，硫化剂1～2份，促进剂1～1.5份，防老剂1～2份；
[0007]所述橡胶混合体由以下重量份数的组分组成：天然橡胶40～60份，溴化丁基橡胶40～60份，环氧化天然橡胶10～20份；
[0008]所述导热填料选自由2
‑
巯基苯并咪唑对氧化石墨烯进行还原功能化改性的MKGB氧化石墨烯。
[0009]通过将天然橡胶与溴化丁基橡胶共混，并在其中加入起相容作用的环氧化天然橡胶和高导热填料MB还原氧化石墨烯，制备出所述导热高阻尼减振橡胶材料。
[0010]溴化丁基橡胶是在一定条件下丁基橡胶部分双键引入溴原子得到的产物，其保留了丁基橡胶的稳定性高、阻尼性能优异的特点；溴化丁基橡胶具有高的反应活性，能与环氧化天然橡胶共硫化；环氧化天然橡胶分子中同时有双键和环氧基团，与天然橡胶性能相似，两者能很好的相容，同时由于环氧基团存在，环氧化天然橡胶与极性的溴化丁基橡胶也具有相容性，所以增加了天然橡胶与溴化丁基橡胶的相容性，且实现了天然橡胶、溴化丁基橡胶与环氧化天然橡胶三种胶体的共硫化。此外，石墨烯具有优异的导热性能，热导率约为5000W/(m.K)，这是因为石墨烯是有碳原子组成的多个六边形片状结构，除了石墨烯片层可以传热外，其中的六边形空穴也可以将热量导出，因此可防止热量在橡胶中聚集，避免材料出现热老化现象。所述的MB还原氧化石墨烯，采用2
‑
巯基苯并咪唑对氧化石墨烯进行还原及功能化，2
‑
巯基苯并咪唑还可以用作橡胶的抗氧化剂，其巯基易被氧化，具有良好的还原能力，2
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巯基苯并咪唑中的巯基与氧化石墨烯中的环氧官能团和羟基官能团发生反应，将氧化石墨烯还原成还原氧化石墨烯，同时2
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巯基苯并咪唑中巯基和氨基与氧化石墨烯边缘的羧基可以进行反应，2
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巯基苯并咪唑接枝到氧化石墨烯上，使得氧化石墨烯功能化，进而使MB还原氧化石墨烯与橡胶间的化学连接使界面作用较强，在橡胶中分散性好，从而使得MB还原氧化石墨烯与橡胶间的界面热阻降低，搭建了良好的导热通路，能够提高橡胶材料的导热性能，且石墨烯具有优异的拉伸强度(130KGpa)和杨氏模量(1Tpa)，所以当所述导热高阻尼减振橡胶材料在受到外力拉伸时，MB还原氧化石墨烯的网络结构和橡胶分子链会共同承受外力，进而提高导热高阻尼减振橡胶材料的拉伸性能。
[0011]优选的，所述增强剂选自炭黑N220或/和炭黑N330。
[0012]优选的，所述增粘剂选自C5石油树脂或/和环烷油。
[0013]优选的，所述活化剂选自氧化锌复配硬脂酸。
[0014]优选的，所述氧化锌与硬脂酸复配的质量比为(2～4)：1。
[0015]优选的，所述硫化剂选自硫磺。
[0016]优选的，所述促进剂选自二硫化二苯并噻唑(促进剂DM)或/和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺(促进剂CZ)或/和N,N
‑
二环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺(促进剂DZ)。
[0017]优选的，所述防老剂选自N,N'
‑
二(β
‑
萘基)对苯二胺(防老剂DNP)或/和N
‑
异丙基
‑
N'
‑
苯基对苯二胺(防老剂4010NA)。
[0018]所述的MB还原氧化石墨烯的制备方法，包括：配置浓度1％的2
‑
巯基苯并咪唑乙醇溶液，加入氧化石墨烯粉体，所述2
‑
巯基苯并咪唑与氧化石墨烯粉体的质量比为(4～6)：1，搅拌2～4h，经抽滤、清洗和烘干，得到MB还原氧化石墨烯。
[0019]本专利技术还提供了一种所述导热高阻尼减振橡胶材料的制备方法，包括：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热高阻尼减振橡胶材料，其特征在于，所述导热高阻尼减振橡胶材料的原料由以下重量份数的组分组成：橡胶混合体90～140份，导热填料0.5～2份，增强剂40～50份，活化剂3～6份，增粘剂10～15份，硫化剂1～2份，促进剂1～1.5份，防老剂1～2份；所述橡胶混合体由以下重量份数的组分组成：天然橡胶40～60份，溴化丁基橡胶40～60份，环氧化天然橡胶10～20份；所述导热填料选自由2
‑
巯基苯并咪唑对氧化石墨烯进行还原功能化改性的MB还原氧化石墨烯。2.根据权利要求1所述的导热高阻尼减振橡胶材料，其特征在于，所述的MB还原氧化石墨烯的制备方法包括：配置浓度1％的2
‑
巯基苯并咪唑乙醇溶液，加入氧化石墨烯粉体，所述2
‑
巯基苯并咪唑氧化石墨烯粉体的质量比为(4～6)：1，搅拌2～4h，经抽滤、清洗和烘干，得到MB还原氧化石墨烯。3.根据权利要求1所述的导热高阻尼减振橡胶材料，其特征在于，所述的增强剂选自炭黑N220或/和炭黑N330；所述增粘剂选自C5石油树脂或/和环烷油；所述的活化剂选自氧化锌复配硬脂酸；所述的硫化剂选自硫磺；所述的促进剂选自二硫化二苯并噻唑或/和N
‑
环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺或/和N,N
‑
二环己基
‑2‑
苯并噻唑次磺酰胺；所述的防老剂选自N,N'
‑
二(β
‑
萘基)对苯二胺或/和N
‑
异丙基
‑
N'
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【专利技术属性】
技术研发人员：易俊霞，李冬滨，刘伟，马华跃，李箐，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：