[发明专利]一种宽温域高阻尼橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种宽温域高阻尼橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶材料及其制备技术领域。本发明在保证橡胶材料具有优异的力学强度条件下，进一步提升橡胶材料有效阻尼温域和阻尼因子。本发明橡胶复合材料包括丁戊橡胶、丁基橡胶、增塑剂、补强填料、活性剂、硫磺、防老剂和促进剂，其中丁戊橡胶的乙烯基和丙烯基侧基含量在60％～80％之间，玻璃化转变温度为‑20℃～20℃。本发明提供的橡胶复合材料通过引入铁系催化剂配位聚合而成的丁戊橡胶，在具有优异的力学强度条件下，显著提升了橡胶复合材料的有效阻尼温域和阻尼性能。

技术领域

本发明涉及一种宽温域高阻尼橡胶复合材料及其制备方法，属于橡胶材料及其制备技术领域。

背景技术

阻尼材料是一种能将系统振动机械能和声能等能量吸收，并将其转化为热能等其他形式能量消耗掉的功能性材料，主要用于国防装备吸声降噪、机械工业抑振降噪、桥梁建筑降振隔震等领域。

橡胶材料具有独特的粘弹性，表现出高损耗能力，是阻尼材料制品的重要基材。作为优良的橡胶阻尼材料，须满足以下条件：①损耗因子峰值要高，峰值对应温度要和工作温度相匹配，大部分橡胶的Tg低于室温，而大部分塑料转变温度又远高于室温；②材料温度范围也就是损耗因子tanδ大于0.3的要尽量宽；③耐疲劳性能、老化性能好，橡胶减振垫(如铁道、桥梁)一般难以更换，故要求耐疲劳性能和耐老化性能高；④力学性能好，能够承受一定的外力破坏。

丁基橡胶由于其长链大分子结构中大部分侧链为甲基，具有较大的弹性滞后和很好的阻尼作用，因此被广泛应用于减震降噪制品中，但其玻璃化转变温度在-60℃左右，最佳的阻尼损耗温度区间在-50℃至10℃之间。为了改善其阻尼温域和阻尼因子，一方面通过复配可以小范围增宽阻尼材料温域，但是现有的橡胶基阻尼材料的阻尼损耗因子普遍不够高，难以制得高阻尼材料。另一方面通过与塑料或者受阻酚AO-80等材料共混提升阻尼温域和常温阻尼性能，但复合材料的力学性能较低。因此，提供一种宽温域高阻尼橡胶复合材料及其制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明为了在保证橡胶材料具有优异的力学强度条件下，进一步提升橡胶材料有效阻尼温域和阻尼因子，提供一种宽温域高阻尼橡胶复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

本发明的目的之一是提供一种宽温域高阻尼橡胶复合材料，该复合材料由以下重量份原料组成：

丁戊橡胶30～70份；

丁基橡胶30～70份；

增塑剂0～30份；

补强填料30～80份；

活性剂2～9份；

硫磺0.5～3份；

促进剂0.5～3份；

防老剂1～5份；

其中，丁戊橡胶分子量为20～40w，分子量分布3～5，侧基含量为60％～80％，侧基为乙烯基和丙烯基，Tg为-20℃～20℃；丁基橡胶为溴化丁基橡胶或氯化丁基橡胶。

进一步限定，丁戊橡胶由单体异戊二烯和单体丁二烯利用铁系催化剂配位聚合而成，制备过程中单体丁二烯与异戊二烯摩尔比为1:(2～5)。

进一步限定，丁戊橡胶由3,4-异戊二烯、1,4-异戊二烯、1,2-丁二烯和1,4-丁二烯结构单元组成。

更进一步限定，1,2-丁二烯的摩尔含量为70％～90％，顺式1,4-丁二烯和反式1,4-丁二烯的总摩尔含量为10％～30％；3,4-异戊二烯的摩尔含量为60％～80％，顺式1,4-异戊二烯和反式1,4-异戊二烯的总摩尔含量为20％～40％。

进一步限定，增塑剂为环烷油、芳烃油、石蜡油中一种或多种混合。