一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术实施例是关于一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法，将三元乙丙橡胶与白炭黑增强聚硼硅氧烷在密炼机中密炼，得到复合基体；向复合基体中依次加入阻尼助剂、氧化锌、加工助剂、防老剂，密炼均匀；继续加入炭黑N330、N550、增塑剂，密炼得到预成型体；向预成型体中加入促进剂和硫化剂，密炼得到待硫化体；进行硫化、成型。本发明专利技术实施例的目的在于提供了一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法，通过调整配方解决改性橡胶的压缩变形能力，从而进一步提高共混橡胶的阻尼性能。胶的阻尼性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于铁路交通减震材料领域，尤其涉及一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国的铁路轨枕由枕木逐渐改换为混凝土轨枕。改换后虽然轨枕的使用寿命延长，轨道框架结构的稳定性提高，但轨道的弹性显著下降，造成了轨道对轮轨冲击的缓冲性变劣。为提高混凝土轨枕的缓冲性能，减少轨枕对道床的冲击力，增加绝缘性，目前常见的方法是采用弹性高聚物来解决混凝土轨枕轨道的弹性问题。
[0003]铁路轨枕橡胶垫板/片是用于钢轨或混凝土轨枕之间或枕下铺设起缓冲减振作用的弹性垫层，形成质量弹簧体系，通过对参振质量的增加，引起轨道结构自振频率的降低，并且能缓冲车辆通过轨道时产生的高速振动和冲击，保护路基和轨枕，使信号系统电绝缘，从而实现良好的减振功效。由于垫板长期暴露于大气中，因此要求具有良好的抗自然老化和抗寒性、耐热性。
[0004]三元乙丙橡胶具有优异的耐候性、耐臭氧性、耐热性、高门尼粘度所带来的高耐磨及高强度、在较宽的温度范围内具有稳定的静刚度、非常优良的抗震动冲击性能，是制作铁路轨枕垫的理想材料。但是三元乙丙橡胶具有较高的弹性，减震性较低，损耗因子大多数都在0.05～0.1之间，很难满足橡胶轨枕垫的使用需求，因此就需要通过其他途径来提高阻尼性能。
[0005]在公开的专利CN110818966A中，将三元乙丙橡胶、丁基橡胶、聚硼硅氧烷和白炭黑、金属氧化物混合密炼，硫化后得到改性橡胶。此专利得到的改性三元乙丙橡胶阻尼性能有所提升，但并未解决改性橡胶的压缩永久变形量问题，且由于在体系增加了丁基橡胶，不可避免的增加了共混橡胶的硫化难度，增加了成本。
[0006]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例的目的在于提供了一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料及其制备方法，通过调整配方解决改性橡胶的压缩变形能力，从而进一步提高共混橡胶的阻尼性能。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]该具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料，按质量份，主要由以下原料制备而成：
[0010]三元乙丙橡胶100份，
[0011]白炭黑增强聚硼硅氧烷5～30份，
[0012]氧化锌5份，
[0013]加工助剂2～3.5份，
[0014]防老剂2～4.5份，
[0015]阻尼助剂5份，
[0016]炭黑N33035～45份，
[0017]炭黑N55015～20份，
[0018]增塑剂15份，
[0019]促进剂3份，
[0020]硫化剂2～2.5份。
[0021]该的高阻尼橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤1：将三元乙丙橡胶与白炭黑增强聚硼硅氧烷在密炼机中密炼，得到复合基体；
[0023]步骤2：向步骤1所得的复合基体中依次加入氧化锌、加工助剂、防老剂、阻尼助剂，密炼均匀；
[0024]步骤3：继续加入炭黑N330、N550、增塑剂，密炼得到预成型体；
[0025]步骤4：控制温度在70℃
‑
80℃，向预成型体中加入促进剂和硫化剂，密炼得到待硫化体；
[0026]步骤5：在150℃～170℃温度范围内，测得最佳硫化温度为160℃。在 160℃下，对步骤4所得的待硫化体进行硫化、成型。
[0027]进一步地，上述步骤1中，密炼时间为120s，密炼温度为50～60℃。
[0028]进一步地，上述步骤2中，密炼温度为60～70℃。
[0029]进一步地，上述步骤3中，密炼时间为240s。
[0030]进一步地，上述步骤4中，密炼时间为90s。
[0031]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0032](1)本专利技术以三元乙丙橡胶、白炭黑增强聚硼硅氧烷为复合基体，配合阻尼助剂、炭黑N330、炭黑N550以及防老剂、促进剂，可实现制备具有优异耐老化性、良好力学性能的橡胶材料；
[0033](2)本专利技术的配方中添加白炭黑改善体系力学性能，通过该方法制备的橡胶材料，其损耗因子提高，刚度增加趋势提高，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；
[0034](3)本专利技术在配方中还加入加工助剂、活性剂、增塑剂，有助于提高共混橡胶材料的加工性能，成型一致性高。经过上述方法制备的共混橡胶材料工艺简单，适用于工业化生产。
具体实施方式
[0035]本专利技术的制备方法如下：
[0036]步骤1，首先称取三元乙丙橡胶100份(质量比，下同)、白炭黑增强聚硼硅氧烷5～30份、氧化锌5份、加工助剂2～3.5份、防老剂2～4.5份、阻尼助剂5份、炭黑N33035～45份、炭黑N55015～20份、增塑剂15份、促进剂3份、硫化剂2～2.5份；
[0037]步骤2，将三元乙丙橡胶与白炭黑增强聚硼硅氧烷在密炼机中密炼 120s，温度为50
‑
60℃，得到复合基体；
[0038]步骤3，向复合基体中依次加入阻尼助剂、氧化锌、加工助剂、防老剂，控制温度60
‑
70℃，密炼均匀；
[0039]步骤4，继续加入炭黑N330、N550、增塑剂，密炼240s得到预成型体；步骤5，控制温度在80℃以下，向预成型体中加入促进剂和硫化剂，密炼 90s得到待硫化体；
[0040]步骤6，在160℃下，对步骤4所得的待硫化体进行硫化、成型。
[0041]具体实施例如下：
[0042]表1实施例1
‑
6的质量份
[0043][0044]实施例1
[0045](1)首先称取三元乙丙橡胶100份(质量比，下同)、白炭黑增强聚硼硅氧烷5份、氧化锌5份、加工助剂2份、防老剂2份、阻尼助剂5份、炭黑N33035份、炭黑N55015份、增塑剂15份、促进剂3份、硫化剂2 份。
[0046](2)将三元乙丙橡胶与白炭黑增强聚硼硅氧烷在密炼机中密炼120s，调整温度为50
‑
60℃，得到复合基体。
[0047](3)向复合基体中依次加入阻尼助剂、氧化锌、加工助剂、防老剂，控制温度60
‑
70℃，密炼均匀。
[0048](4)继续加入炭黑N330、N550、增塑剂，密炼240s得到预成型体。
[0049](5)控制温度在80℃以下，向预成型体中加入促进剂和硫化剂，继续密炼90s得到待硫化体。
[0050](6)在160℃下，进行硫化、成型。
[0051]实施例2
[0052](1)首先称取三元乙丙橡胶100份(质量比，下同)、白炭黑增强聚硼硅氧烷10份、氧化锌5份、加工助剂2.4份、防老剂2.5份、阻尼助剂 5份、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有应变率敏感特性的高阻尼橡胶材料，其特征在于，按质量份，主要由以下原料制备而成：三元乙丙橡胶100份，白炭黑增强聚硼硅氧烷5～30份，氧化锌5份，加工助剂2～3.5份，防老剂2～4.5份，阻尼助剂5份，炭黑N33035～45份，炭黑N55015～20份，增塑剂15份，促进剂3份，硫化剂2～2.5份。2.一种如权利要求1所述的的高阻尼橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将三元乙丙橡胶与白炭黑增强聚硼硅氧烷在密炼机中密炼，得到复合基体；步骤2：向步骤1所得的复合基体中依次加入氧化锌、加工助剂、防老剂、阻尼助剂，密炼均匀；步骤3：继续加入炭黑N330、N550、增塑剂，密炼得到预成型体；步骤4：控制温度在70℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，柯其成，马星宇，陈倩，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：