CN107698829A - 一种宽温域阻尼橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宽温域阻尼橡胶复合材料及其制备方法，包含如下质量份组分：氯化丁基橡胶20‑30份、丁腈橡胶70‑80份、防老剂MB1‑2份、补强填充剂45‑49份、交联剂DCP1‑3份、分散剂3‑4份、硫化剂0.5‑0.8份、促进剂3‑4份、活性剂5‑8份、树脂765 2‑8份、木质纤维素5‑20份、石墨烯1‑7份。树脂765、木质纤维素、石墨烯的加入大大拓宽了橡胶复合材料的阻尼温域，且该橡胶复合材料物理力学性能优良。当tanδ≥0.3时，氯化丁基橡胶与丁腈橡胶共混物的阻尼温域约为60℃；而添加了树脂765、木质纤维素、石墨烯的共混物的阻尼温域超过90℃，并且阻尼峰值也有一定的提升。
Description
技术领域：
本发明属于橡胶类复合材料制备技术领域，具体的说是一种宽温域阻尼橡胶复合材料及其制备方法。
背景技术：
橡胶作为一种优异的减振阻尼材料，已被广泛应用于机械、建筑、汽车、铁路、航空等领域，其阻尼性能的好坏通常用高的损耗峰和较宽的阻尼温域来衡量，但单一橡胶制备的阻尼材料其有效阻尼温域范围较窄，不能很好地满足宽温域的使用要求。因此，拓宽橡胶的有效阻尼温域成为当前阻尼材料设计的重要研究对象。将具有较好阻尼性能且玻璃化转变温度相差较大的氯化丁基橡胶与丁腈橡胶共混，虽然能够拓宽一定的阻尼温域，但是填料(树脂765、木质纤维素、石墨烯)的加入更能拓宽橡胶复合材料的阻尼温域，而且得到的橡胶复合材料物理力学性能优良。
发明内容：
本发明要解决的一个技术问题就是提供一种新型橡胶复合材料，使之在保持橡胶优良的综合性能的同时，具有较宽的阻尼温域。主要是将具有较好阻尼性能且玻璃化转变温度相差较大的氯化丁基橡胶和丁腈橡胶共混，同时，在共混橡胶中加入树脂765、木质纤维素和石墨烯，采用特定的制备工艺，得到一种具有宽温域阻尼性能的橡胶复合材料。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案：
一种宽温域阻尼橡胶复合材料，包含如下质量份组分：氯化丁基橡胶20-30份、丁腈橡胶70-80份、防老剂MB1-2份、补强填充剂45-49份、交联剂DCP1-3份、分散剂3-4份、硫化剂0.5-0.8份、促进剂3-4份、活性剂5-8份、树脂765 2-8份、木质纤维素5-20份、石墨烯1-7份。
本发明采用氯化丁基橡胶和丁腈橡胶为基础材料，氯化丁基橡胶和丁腈橡胶含有较多的侧甲基或极性侧基，使得其阻尼性能要比天然橡胶好。
本发明所述的补强填充剂为炭黑N550 11-13份和炭黑219 34-36份。补强填充剂可以提高基体橡胶的力学性能，同时提高橡胶材料的耐老化和撕裂性。
本发明所述的分散剂为FL-54 2.5-3份、FL-5 0.5-1.0份。分散剂可以提高配合剂在橡胶中的分散度，缩短混炼时间，提高生产效率，同时提高混炼胶的物理机械性能。
本发明所述的促进剂为促进剂DETU 0.5-0.7份、促进剂TMTD 1.3-1.6份、促进剂DM 1.2-1.8份。促进剂可以促使硫化剂活化，从而加快硫化剂与橡胶分子的交联反应，达到缩短硫化时间和降低硫化温度的效果。
本发明所述的活性剂为无机活性剂氧化锌4.5-5.5份、有机活性剂硬脂酸SA 1-1.5份。活性剂能够活化硫化体系，提高硫化胶的交联密度，提高硫化胶的耐老化性能。
本发明所述的树脂765、木质纤维素、石墨烯均为填料，添加到橡胶中，可以大大拓宽橡胶的有效阻尼温域。
本发明所述的木质纤维素为SB200，纤维长度为200um。
本发明所述的石墨烯为石墨烯粉体，用氧化还原法来制备。
本发明所述的宽温域阻尼橡胶复合材料是通过如下步骤加工工艺制备而成的，首先按照配方将氯化丁基橡胶与丁腈橡胶生胶及配合剂在密炼机上混炼4-5min，将炼好的母炼胶冷却到室温；然后于开炼机上加入硫化剂、促进剂、活性剂，采用薄通法薄通5-10次；最后下片并停放24h之后，对其进行硫化，得到橡胶复合材料。
本发明所述的硫化工艺为：在165℃、10Mpa压力下用平板硫化机进行硫化，硫化时间为15min。
本发明由于采用了以上技术方案，获得宽温域阻尼橡胶复合材料，其减振性能较佳，具有很好的综合力学阻尼性能。当tanδ≥0.3时，本发明所制备的橡胶复合材料的阻尼温域均超过90℃，阻尼峰值也有了一定的提高。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1-4
按照表1制备CIIR/NBR橡胶复合材料。具体制备工艺如下：
表1橡胶复合材料配方
CIIR/NBR复合材料的制备：按照实施例1-4称取相应质量份的氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、防老剂MB、炭黑N550、炭黑219、交联剂DCP、分散剂FL-54、分散剂FL-5以及树脂765、木质纤维素、石墨烯在密炼机上混炼4-5min，将炼好的母炼胶冷却到室温；然后于开炼机上加入相应质量份的硫化剂、促进剂DETU、促进剂TMTD、促进剂DM、氧化锌、硬脂酸SA，采用薄通法薄通5-10次，最后下片并停放24h以上待用。
将由上面步骤制备得的CIIR/NBR共混胶在165℃、10Mpa压力下用平板硫化机硫化15min，然后对其裁样进行性能测试。
表2
| 拉伸强度MPa | 撕裂硬度KN/m | 100％定伸应力 | 扯断伸长率％ | 硬度 | |
| 实施例1 | 8.64 | 39.60 | 5.02 | 185.58 | 68.00 |
| 实施例2 | 9.05 | 43.14 | 4.56 | 215.00 | 70.00 |
| 实施例3 | 8.26 | 41.73 | 3.99 | 217.37 | 69.00 |
| 实施例4 | 7.80 | 40.22 | 4.19 | 222.10 | 71.00 |
| 对比实施例 | 9.09 | 42.18 | 4.24 | 199.38 | 67.37 |
表3
从表2可以看出，橡胶复合材料具有较好的物理机械性能。从表3可以看出，当tanδ≥0.3时，对比于实施例，添加树脂765、木质纤维素、石墨烯的橡胶复合材料的阻尼温域有很大的提高，整体上提升了一定的阻尼性能。
总之，本发明提供了一种宽温域阻尼橡胶复合材料及其制备方法，该橡胶复合材料不仅具有较好的物理机械性能，而且具有较宽的阻尼温域。
显然，上述实施例仅为本发明较佳的实施方案，但本发明的实施方案并不受上述实施例的限制，凡依据本发明的精神和原则所作的任何均等变化、修饰、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于，包含如下质量份组分：氯化丁基橡胶20-30份、丁腈橡胶70-80份、防老剂MB1-2份、补强填充剂45-49份、交联剂DCP1-3份、分散剂3-4份、硫化剂0.5-0.8份、促进剂3-4份、活性剂5-8份、树脂765 2-8份、木质纤维素5-20份、石墨烯1-7份。
2.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的补强填充剂为炭黑N550 11-13份、炭黑219 34-36份。
3.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的分散剂为FL-54 2.5-3份、FL-5 0.5-1.0份。
4.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的促进剂为促进剂DETU 0.5-0.7份、促进剂TMTD 1.3-1.6份、促进剂DM 1.2-1.8份。
5.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的活性剂为无机活性剂氧化锌4.5-5.5份、有机活性剂硬脂酸SA 1-1.5份。
6.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的树脂765、木质纤维素、石墨烯均为填料，添加到橡胶中，可以大大拓宽橡胶的有效阻尼温域。
7.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的木质纤维素为SB200，纤维长度为200um。
8.根据权利要求1所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料，其特征在于：所述的石墨烯为石墨烯粉体，用氧化还原法来制备。
9.一种宽温域阻尼橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：首先按照配方将氯化丁基橡胶与丁腈橡胶生胶及配合剂在密炼机上混炼4-5min，将炼好的母炼胶冷却到室温；然后于开炼机上加入硫化剂、促进剂、活性剂，采用薄通法薄通5-10次；最后下片并停放24h之后，对其进行硫化，得到橡胶复合材料。
10.根据权利要求书9所述的一种宽温域阻尼橡胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述硫化工艺为：在165℃、10Mpa压力下用平板硫化机进行硫化，硫化时间为15min。
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