一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的热塑性硅橡胶材料包括按照如下重量份计算的组分：热塑性组分20～40份；硅橡胶35～55份；增塑剂5～20份；阻尼剂5～20份；填料2～12份；交联引发剂0.5～1份；交联促进剂0.5～1.5份；其它助剂0～1.5份；其中，所述阻尼剂的数均分子量为150～8000；所述交联促进剂为含不饱和脂肪链的交联促进剂。该材料在高温下仍然具有很好的阻尼效果，在

A reprocessable high temperature resistant damping thermoplastic silicone rubber material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于热塑性弹性体
，具体涉及一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]硅橡胶是以
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Si
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O
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Si
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为主链，是一种具有耐高温、耐寒、耐臭氧、耐候、耐老化、电绝缘等良好性能的特种热固性橡胶弹性体材料。一方面硅橡胶由于主链的键角大、取向自由度大，柔顺性好，在制件工况温度下(
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50℃～150℃)的阻尼效果较差，表现为材料的损耗模量(E＂)与其储能模量(E＇)的比率偏低，损耗因子tanδ＜0.2，严重限制其在阻尼减震领域的使用。另一方面硅橡胶是一种不可循环使用的热固性弹性体，废弃后对环境污染问题尤为突出。因此制备一种环保型(主要是可回收重复加工)耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料的市场需求日益增大。
[0003]现有的提高硅橡胶材料阻尼效果的改性技术主要有化学改性、共混改性和互穿网络改性等方法：1)化学改性主要通过接枝共聚、前段共聚、无规共聚等方式向分子主链上引入大体积分子侧链，增加分子链间相互作用力，提高材料的内摩擦来提高阻尼性能。有专利(CN102181056A、CN104761912A)公开在分子聚合时将苯基或特殊的大体积基团引入Si
‑
O
‑
Si主链的侧链上，仅能小幅度地改善材料的阻尼效果。2)在共混改性方面，专利JP200247415，JP63297458，US6777486通过向硅橡胶中添加玻璃微珠，石墨或云母等矿物填料来提高阻尼效果，但这些填料与硅橡胶的相容性较差，使得材料的回弹性和机械性能变差。3)在互穿网络改性方面，专利JP5859261通过硅橡胶与氯丁橡胶、丁基橡胶共混；专利US5624763通过硅橡胶与丙烯酸酯橡胶共混；由于组分间的相容性和硫化速率不匹配，使得共混物的有效阻尼温域较窄，且随着时间推移容易发生相分离，共混物的性能明显变差。上述改性方法针对的是热固性阻尼硅橡胶材料，在改善材料阻尼效果上存在局限性，也未解决材料的环保问题。
[0004]为了解决橡胶材料的回收问题，热塑性弹性体材料成为了现今社会的开发热点。在热塑性弹性体材料改性技术中，利用动态硫化生产工艺制备出以完全交联或部分交联的热固性橡胶颗粒为分散相，以热塑性的塑料或弹性体为连续相，具有特殊海岛结构的热塑性橡胶材料。此类合金材料既保留了橡胶特有的性能，也赋予材料可重复加工使用的热可塑性，从而解决了橡胶材料不可循环回收使用的缺点。专利US6743868，US6759487通过动态硫化技术制备分别以热塑性聚酰胺，热塑性聚氨酯为连续相，硅橡胶为分散相的具有良好触感和耐刮性能的热塑性硫化橡胶。专利CN108164913A提高利用动态硫化技术制备以ABS与硅橡胶为主体基材，具有良好回弹性和综合性能的弹性体合金。
[0005]现有的热塑性弹性体硅橡胶合金在高温下的阻尼性能仍然较差(目前报道的阻尼温度范围最高可达70℃)，也还未见更高温度下阻尼性能优异的热塑性弹性体硅橡胶合金。但是现实中会有一些应用，在高温环境下工作，同时还需要有良好的阻尼减震效果，例如汽
车发动机、电机马达或网络服务器脚垫等对耐热和阻尼减震要求较高的场景。
[0006]因此，亟需开发一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，拓宽材料的应用领域。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于，为了拓宽热塑性弹性体硅橡胶合金的阻尼温度，尤其是高温上限，拓宽材料的应用领域，提供一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料的制备方法。
[0009]本专利技术的另一目的在于，提供所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料在制备汽车发动机、电机马达或网络服务器脚垫中的应用。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，包括按照如下重量份计算的组分：
[0012][0013][0014]其中，所述阻尼剂的数均分子量为150～8000；所述交联促进剂为含不饱和脂肪链的交联促进剂。
[0015]本专利技术的体系中，硅橡胶组分充分交联，且均匀分散在热塑性组分中，形成“海岛结构”，其中硅橡胶组分为“岛”，热塑性组分为“海”，小分子的阻尼剂原位接枝到“海岛结构”的热塑性硅橡胶(TPSiV)体系中，能够使阻尼剂均匀分散到TPSiV体系中进而提高材料的高温阻尼效果。将阻尼剂接枝到TPSiV体系中，一方面促成了分子链段间的非键络合，形成的物理交联效应有助于吸收振动能量；另一方面也给分子链引入大体积侧链，使得分子链段的弛豫阻力增大，分子链段运动时的内耗增加，这两种贡献使得材料的阻尼效果有了明显的提高。
[0016]在含有热塑组分的硅橡胶体系中，为了使材料在高温下同样具有较好的阻尼性能，需要加入阻尼剂，而现有的阻尼剂与热塑性组分的相容性差，无法添加到TPSiV体系中，本专利技术的专利技术人创造性地发现，如在TPSiV体系中添加上特定种类的交联促进剂，同时选择较小分子量的阻尼剂，在交联促进剂和交联引发剂的共同作用下，可以将阻尼剂原位接枝到TPSiV体系中，提高阻尼剂与热塑性弹性体和硅橡胶的相容性；且该交联促进剂还能够降低交联引发剂对热塑性弹性体的降解，进一步提高TPSiV体系中热塑性弹性体组分的含量，
使材料能够耐更高的温度，且在高温下仍然具有很好的阻尼效果，在
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50℃～150℃温度下的损耗因子tanδ
min
≥0.45。
[0017]本专利技术通过进一步研究还发现，对于阻尼剂的分子量，若选用的阻尼剂的分子量太小，即使能够接枝到TPSiV体系中，阻尼效果也不好；若阻尼剂的分子量太大，则阻尼剂自身分子链之间的缠结以及分子内相互作用较大，无法接枝到TPSiV体系中。
[0018]为了进一步提高制备得到的热塑性硅橡胶材料的高温下阻尼性能，优选地，所述阻尼剂的数均分子量为3000～5000。需要说明的是，本专利技术中，阻尼剂的数均分子量按照《ASTM D3598
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1989》的方法测试得到。
[0019]所述阻尼剂为含硼氧类阻尼剂或含有较大空间位阻侧基的阻尼剂。具体可以为聚硼硅氧烷(PBS)及其衍生物、硼酸(H3BO3)及其衍生物、乙烯丙烯二烯烃三元共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、丙烯酸酯共聚物或异丁烯异戊二烯共聚物中的一种或几种的组合。
[0020]所述含不饱和脂肪链的交联促进剂可以为聚酯类交联促进剂、聚丁二烯类交联促进剂、氰酸酯类交联促进剂、异氰酸酯类交联促进剂或丙烯酸酯类交联促进剂中的一种或几种的组合。
[0021]优选地，所述交联促进剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三烯丙基三聚氰酸酯、三烯烃丙基异三聚氰酸酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，包括按照如下重量份计算的组分：其中，所述阻尼剂的数均分子量为150～8000；所述交联促进剂为含不饱和脂肪链的交联促进剂。2.根据权利要求1所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，所述阻尼剂的数均分子量为3000～5000。3.根据权利要求1所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，所述交联促进剂为聚酯类交联促进剂、聚丁二烯类交联促进剂、氰酸酯类交联促进剂、异氰酸酯类交联促进剂或丙烯酸酯类交联促进剂中的一种或几种的组合。4.根据权利要求1所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，所述热塑性组分为聚烯烃和/或聚烯烃弹性体。5.根据权利要求1所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，所述硅橡胶为线型聚二有机基硅氧烷。6.根据权利要求5所述可反复加工的耐高温阻尼热塑性硅橡胶材料，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶林铭，陈平绪，叶南颷，李晟，郑明嘉，邱贤亮，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：