一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料制造技术

本发明专利技术提供了一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料。利用阻尼弹性硅橡胶微球的高回弹性和强阻尼性作为金属橡胶毛坯内嵌物，以此提高了金属橡胶的超弹性能；金属橡胶作为该复合材料的支撑骨架核心，起到了强支撑、高承载功能；此外利用聚氨酯材料的高耐磨性和强形变恢复力，将金属橡胶

【技术实现步骤摘要】
一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料


[0001]本专利技术属于复合材料制备工艺
，具体涉及一种超弹性高承载力金属橡胶复合型减振阻尼材料。

技术介绍

[0002]在机械设备传递运动和动力的过程中，由于其内因或外因的影响因素，都存在着不可避免的振动和噪音，不仅影响了机械设备的工作质量，而且破坏了工作环境。传统减振降噪装置多采用寿命短、易老化，不适合高低温及腐蚀介质的橡胶作为阻尼元件，在一定程度上限制了阻尼隔振装置的发展。于是研制一种超弹性高承载的高阻尼复合型材料显得尤为重要。
[0003]硅橡胶材料具有阻尼性能强、回弹能力好、耐候性好、高低温环境适应性好的特点在工程中得到广泛运用。但是，硅橡胶抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除道腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳。
[0004]聚氨酯泡沫材料(PUF)是一种高分子材料，聚氨酯材料一般具有耐磨强度高、非常好的拉伸和撕裂强度、形变恢复能力强、低温性能出众、抵抗紫外线及臭氧能力强以及使用寿命长；热稳定性好、吸振能力强，从而被广泛应用于减振降噪等领域。同时其能够填充任何微孔隙结构。但承载能力与抗老化能力仍然是一个挑战。
[0005]金属橡胶是一种新型的均质弹性多孔材料，将螺旋不锈钢微丝编织、卷绕放入到模具中，经加热、加压等工艺成型。它既有类似橡胶材料的弹性和阻尼性能，又保持金属的优异特性，在隔振、减振、密封、降噪等方面有着广泛应用。但金属橡胶在干摩擦下将导致不锈钢丝的疲劳断裂和磨损，使之减振阻尼性能下降。试验证明，将高分子阻尼材料敷设到机械结构上构成粘弹性阻尼结构可以大大提高机械结构阻尼起到阻尼减振的作用。为更进一步地提高金属橡胶的阻尼性能，本专利技术将硅橡胶弹力微球镶嵌金属橡胶结构中，用发泡减振聚氨酯材料(PU)与其进行复合，形成一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料。
[0006]本专利技术利用阻尼弹性硅橡胶微球的高回弹性和强阻尼性作为金属橡胶毛坯内嵌物，以此提高了金属橡胶的超弹性能；金属橡胶作为该复合材料的支撑骨架核心，起到了强支撑、高承载功能；此外利用聚氨酯材料的高耐磨性和强形变恢复力，将金属橡胶
‑
硅橡胶微球复合物进行包覆，以此研制出一种超弹性高承载力金属橡胶复合型减振阻尼材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决传统阻尼减振材料在应用过程中存在承载力低、抗冲击性能弱、使用寿命短等不足，研制一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料的制备方法，包括如下步
骤：
[0010]步骤S1，通过阴离子开环共聚的方法将苯基侧链引入聚硅氧烷结构中，研制成一种减振用高阻尼硅橡胶，苯基的引入赋予了聚硅氧烷产品优异的耐高温性、润滑性和耐辐照性。采用特殊切割工艺将高阻尼硅橡胶切割成特定不同直径的硅橡胶弹力微球。
[0011]步骤S2，将金属橡胶原材料金属丝通过螺旋绕卷制作成金属橡胶毛坯件，在这个过程中，将成型的高阻尼硅橡胶弹力微球镶嵌于金属橡胶毛坯件中，制作成复合硅橡胶微球
‑
金属橡胶毛坯物；
[0012]步骤S3，将复合硅橡胶微球
‑
金属橡胶毛坯物在特制模具进行第一道工序冲压成型；
[0013]步骤S4，将冲压成半成品的复合硅橡胶微球
‑
金属橡胶毛坯物与未发泡减振聚氨酯材料进行复合，然后进行第二道工序冲压同时发泡处理，最终形成超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料。
[0014]优选的，所述步骤S1，减振用高阻尼硅橡胶，原料包括：八甲基环四硅氧烷(D4)，八苯基环四硅氧烷(P4)：日本信越公司；四甲基四乙烯基环四硅氧烷：浙江明祥有机助剂公司；白炭黑(T40)：德国瓦克公司；硫化剂(过氧化二异丙苯DCP)：成都科龙化工试剂厂；将原料D4、P4、按3:2:3质量比率置入三口瓶中真空脱水1h，然后加入催化剂和封端剂，升温到90～120℃反应3～8h。接着升温到150～170℃破坏催化剂1h，最后升温到180～200℃脱除低分子，得到聚甲基苯基乙烯基硅氧烷。将制得的聚硅氧烷于开炼机上加入白炭黑和硫化剂，混炼均匀，薄通出片，得到所述高阻尼硅橡胶。其中，一段硫化(150～170)℃
×
(10～15)min，压力0.5MPa；二段硫化(160～180)℃
×
4h。
[0015]优选的，所述步骤S2，金属橡胶材料的制备步骤如下：
[0016]步骤S2
‑
1，将金属丝制作成螺旋卷，金属丝直径范围为Φ0.05mm～Φ2mm；
[0017]步骤S2
‑
2，拉伸螺旋卷，使其具有均匀的螺距。
[0018]优选的，所述步骤S3，其毛坯物加压成型步骤如下：
[0019]步骤S3
‑
1，将拉伸后的螺旋卷根据成型后构件的受力特点，沿磨具纵向、横向及其纵横相间的任意组合方向进行排列铺放，得到金属橡胶坯料；
[0020]步骤S3
‑
2，将坯料放入相应的模具中，在10Mpa～40Mpa压力下成型；
[0021]步骤S3
‑
3，制成的坯件经573K
±
5K的30min～45min的热稳定处理。
[0022]特别说明，所述步骤S2
‑
2中，在铺设1～n层金属丝螺旋卷过程中，相应地将成型硅橡胶弹力微球特殊构型镶嵌于毛坯里，使其被螺旋卷紧紧包裹着，铺设金属丝层数和被包裹硅橡胶弹力微球构型数量根据实际需求进行镶嵌设计。
[0023]优选的，所述发泡减振聚氨酯制备材料及仪器为：TPU(牌号BASF1170A，德国巴斯夫化学工业有限公司)；AC发泡剂(粉末状，武汉汉洪化工厂)；纳米ZnO(分析纯，西陇化工股份有限公司)。FA1004电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)；DHG
‑
9240A电热恒温干燥箱(上海乔跃电子有限公司)；RM
‑
200A转矩流变仪(哈尔滨哈普电气技术有限责任公司)；R
‑
3202型橡胶平板硫化机(武汉启恩科技发展有限公司)。所述发泡减振聚氨酯制备步骤如下：
[0024]优选的，步骤S4
‑
1，将TPU、AC发泡剂、ZnO于80℃的电热恒温干燥箱中干燥5h，按相关配方将各组分材料于130℃的转矩流变仪中熔融共混8～10min，转速为50r/min。得到未
发泡聚氨酯材料。
[0025]优选的，步骤S4
‑
2，将冲压成半成品的复合硅橡胶弹力微球
‑
金属橡胶与未发泡聚氨酯材料于模具中，在150℃的橡胶平板硫化机中热压发泡，压力为5MPa，时间为10min，得到完全发泡的聚氨酯材料。此时一种超弹性高承载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，通过阴离子开环共聚的方法将苯基侧链引入聚硅氧烷结构中，制备减振用高阻尼硅橡胶，将高阻尼硅橡胶切割成特定不同直径的硅橡胶弹力微球；步骤S2，将金属橡胶原材料金属丝通过螺旋绕卷制作成金属橡胶毛坯件，在这个过程中，将成型的硅橡胶弹力微球镶嵌于金属橡胶毛坯件中，制作成复合硅橡胶微球
‑
金属橡胶毛坯物；步骤S3，将复合硅橡胶微球
‑
金属橡胶毛坯物在模具中进行第一道工序冲压成型；步骤S4，将冲压成半成品的复合硅橡胶微球
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金属橡胶毛坯物与未发泡聚氨酯材料进行复合，然后进行第二道工序冲压同时发泡处理，最终形成超弹性高承载力的金属橡胶复合型减振阻尼材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高阻尼硅橡胶的制备方法包括以下步骤：（1）将原料八甲基环四硅氧烷、八苯基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷按3:2:3的质量比置入三口瓶中真空脱水1h，然后加入催化剂和封端剂，升温到90～120℃反应3～8h，接着升温到150～170℃破坏催化剂1h，最后升温到180～ 200℃脱除低分子，得到聚甲基苯基乙烯基硅氧烷；（2）将...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志英，刘荣阳，徐剑，沈亮量，黄子豪，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：