[发明专利]一种宽温域宽频率高阻尼橡胶材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学领域，涉及橡胶基阻尼材料的制备方法，具体涉及一种宽温域宽频率高阻尼橡胶材料的制备方法。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，在工程中，机械振动和噪音造成的危害日趋严重，地震等自然灾害对人民生命财产安全的威胁也越来越突出，减震降噪技术是当今社会亟待解决的技术问题之一。

由于不同的振动具有不同的频率，如地震、风引起的振动振动频率低于20Hz，而各种机械设备的振动频率高达几千赫兹，因此，制备宽频率的阻尼材料具有极大的现实意义。

高分子材料由于具有特殊的粘弹性性能而被广泛的用作阻尼减震材料。其阻尼性能依赖于其分子链段的力学松弛，在力学松弛过程中，分子链段摩擦生热而消耗掉一部分机械能，损耗能量的能力由损耗因子tanδ的大小决定，在实际应用中，一般要求，tanδ值大于0.3的温度范围至少为60~80℃。

目前，国内对于高分子阻尼材料的制备方法主要包括共混，共聚，互穿网络聚合物和添加有机小分子功能阻尼剂。如：中国专利201110165757.2采用共混法将橡胶与橡胶或橡胶与塑料共混，使其具有微观相分离的结构，从而达到扩宽阻尼温域的方法，然而，扩宽温域的同时也降低了阻尼峰的高度；中国专利200910073985.X采用共聚法，（中国专利200510020174.5采用互穿网络聚合物法都得到了宽温域的高阻尼材料，但是其成本高，工艺复杂，实际操作困难，有机溶剂难以排除，对环境造成污染，而且一般用作涂料，少有用作结构材料；添加阻尼功能添加剂也是一种有效的扩宽阻尼温域的方法，如中国专利200710063460.9公开的添加酚类有机小分子阻尼功能添加剂的方法，但是通过该方法得到的阻尼材料的高温稳定性不好。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种宽温域宽频率高阻尼橡胶材料的制备方法，具有生产工艺简单可靠，成本低，经济效益好等优点，制得的橡胶阻尼材料的最大损耗因子高，有效阻尼温度范围和频率范围广，可以完全覆盖使用温度或者环境温度，不仅在高频振动条件下如大型机械运行过程中的振动，声音的振动等，有良好的阻尼性能，而且对如地震、轨道振动、风引起的振动之类的低频振动也有高的阻尼性能。

本发明采用单一的环氧化天然橡胶，以酸化的多壁碳纳米管为阻尼增强剂，以酚醛树脂作为硫化剂，不仅操作简单可行，物理机械性能保持了环氧化天然橡胶的特点，而且大大扩宽了有效阻尼温度范围和频率范围，稳定性好，无污染，绿色环保，成本低。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种宽温域宽频率高阻尼橡胶材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）在40~150℃，将按质量份计的环氧化天然橡胶100份在开炼机上塑炼3~5分钟，然后包辊，加入填料15~150份，软化剂0~10份，阻尼增强剂0~0.5份，硫化助剂6~25份，硫化剂1~35份，混炼均匀，制备成混炼胶；

或者在40~150℃，将按质量份计的环氧化天然橡胶100份、填料15~150份，软化剂0~10份投入密炼机中混炼10~15分钟得到母炼胶，室温冷却，称取上述母炼胶115~260份，在开炼机上加入阻尼增强剂0~0.5份，硫化助剂6~25份，硫化剂1~35份，混炼均匀，制备成混炼胶；

（2）将上述混炼胶静置8~16小时，于150~200℃，100~150kgf/cm²条件下，硫化20~60分钟，即可制得宽温域宽频率高阻尼橡胶材料。

所述环氧化天然橡胶的环氧化程度为25~75%。

所述阻尼增强剂为酸化的多壁碳纳米管。

所述硫化剂为酚醛树脂。

所述硫化助剂的组成为：氧化锌3~8份，硬脂酸1~5份，碱式碳酸镁1~5份，二硫化二苯并噻唑1~5份，氯化亚锡0~2份。

所述软化剂为邻苯二甲酸二丁酯。

所述填料为炭黑和/或白炭黑。

所述炭黑为天然气半补强炭黑、天然气槽法炭黑或混气炭黑中的一种或两种以上。

所述白炭黑为气相法和/或沉淀法白炭黑。

所述酚醛树脂为苯酚甲醛树脂、烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂、叔辛基苯酚甲醛树脂、溴甲基烷基苯酚甲醛树脂、溴甲基对叔丁基苯酚甲醛树脂、溴甲基对叔辛基苯酚甲醛树脂或含硫的烷基酚醛树脂中的一种或两种以上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：