TWI546342B - 高衰減組成物以及黏彈性阻尼器 - Google Patents

高衰減組成物以及黏彈性阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
TWI546342B
TWI546342B TW101138113A TW101138113A TWI546342B TW I546342 B TWI546342 B TW I546342B TW 101138113 A TW101138113 A TW 101138113A TW 101138113 A TW101138113 A TW 101138113A TW I546342 B TWI546342 B TW I546342B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
attenuation
mass
parts
rubber
base polymer
Prior art date
Application number
TW101138113A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201341475A (zh
Inventor
冨田岳宏
Original Assignee
住友橡膠工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友橡膠工業股份有限公司 filed Critical 住友橡膠工業股份有限公司
Publication of TW201341475A publication Critical patent/TW201341475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI546342B publication Critical patent/TWI546342B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L45/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L45/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having no unsaturated aliphatic radicals in side chain, and having one or more carbon-to-carbon double bonds in a carbocyclic or in a heterocyclic ring system; Compositions of derivatives of such polymers of coumarone-indene polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

高衰減組成物以及黏彈性阻尼器
本發明是有關於一種高衰減組成物，其成為用以緩和或吸收振動能量的傳遞之高衰減構件的原料，以及有關於一種黏彈性阻尼器，其包含作為高衰減構件之黏彈性體，所述黏彈性體包含所述高衰減組成物。
例如於高樓或橋樑等建築物、工業機械、航空器、汽車、軌道車輛、電腦或其周邊裝置類、家用電器類、甚至汽車用輪胎等廣泛之領域中使用高衰減構件。藉由使用所述高衰減構件，可緩和或吸收振動能量之傳遞，亦即進行免震、制震、制振、防振等。
所述高衰減構件由主要包含天然橡膠等作為基礎聚合物之高衰減組成物而形成。所述高衰減組成物為了能夠使施加振動時之遲滯損耗(hysteresis loss)變大而提高使所述振動能量效率良好且快速地衰減之性能，亦即衰減性能，通常調配碳黑、二氧化矽等無機填充劑、或松香、石油樹脂等賦黏劑等(例如參照專利文獻1~專利文獻3等)。
然而，利用該些先前之高衰減組成物無法充分提高高衰減構件之衰減性能。為了使高衰減構件之衰減性能較現狀更進一步提高，考慮使無機填充劑或賦黏劑等之調配比例進一步增加等。
然而，調配有大量無機填充劑或賦黏劑之高衰減組成物存在如下之問題：黏度上升，加工性降低，為了製造具 有所期望之立體形狀的高衰減構件而對所述高衰減組成物進行混練、成形加工為所述立體形狀之操作並不容易。
特別是於以工場級別大量生產高衰減構件之情形時，所述加工性之降低成為使高衰減構件之生產性較大程度地降低、使生產所需之能量增大、另外使生產成本上升的原因，因此並不理想。
因此，為了並不降低加工性地提高衰減性能，於專利文獻4中研究了調配二氧化矽與具有2個以上極性基之賦黏劑之方法。
然而，所述具有極性側鏈之聚合物等於分子中具有極性基之基礎聚合物之玻璃轉移溫度Tg一般情況下存在於室溫(3℃~35℃)附近，因此使用包含所述基礎聚合物之高衰減組成物而形成的高衰減構件存在如下之傾向：於作為最一般的使用溫度區域之所述室溫附近，特別是剛性等特性之溫度依存性變大。
於專利文獻5中研究了於所述天然橡膠等不具有極性側鏈之基礎聚合物中調配二氧化矽與具有2個以上極性基之賦黏劑等之方法。藉由該構成，可藉由併用二氧化矽而維持良好之衰減性能；且藉由使用不具極性基之聚合物作為基礎聚合物，而使於室溫附近之特性之溫度依存性變小。
然而，於為了使衰減性能較現狀更進一步提高而使所述賦黏劑之調配比例增加之情形時，擔心該賦黏劑於高衰減構件之表面起霜，產生所述高衰減構件與金屬等之接著不良等。
而且，混練時之黏著性變得過高，加工性降低。
於專利文獻6中，研究了藉由使用具有特定軟化點之松香衍生物作為賦黏劑，使衰減性能進一步提高。
然而，於為了使衰減性能較現狀更進一步提高而使松香衍生物之調配比例增加之情形時，仍然會造成混練時之黏著性過於變高，加工性降低。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3523613號公報
[專利文獻2]日本專利特開2007-63425號公報
[專利文獻3]日本專利第2796044號公報
[專利文獻4]日本專利第3664211號公報
[專利文獻5]日本專利特開2009-138053號公報
[專利文獻6]日本專利特開2010-189604號公報
藉由所述專利文獻1~專利文獻6中所記載之高衰減組成物，存在如上所述地產生各種問題之虞，但藉由適度地調整各成分之調配比例等，可同時實現某種程度之高衰減性能與良好之加工性。
特別是由於交聯劑成分而交聯之狀態下的橡膠分子彼此的交聯結構寬鬆，可形成衰減性能優異的高衰減構件，而且具有容易獲得，可成本廉價地製造高衰減組成物等優點，因此使用天然橡膠作為基礎聚合物的高衰減組成物可廣泛地用作高衰減構件的形成材料。
然而，使用所述高衰減組成物而形成的高衰減構件存在如下的傾向：於反覆施加較大程度的變形時的衰減性能較大程度地降低。
本發明之目的在於提供一種高衰減組成物，其可形成衰減性能優異、且於反覆施加較大程度的變形時的衰減性能的降低較小的高衰減構件；以及一種建築物等的黏彈性阻尼器，其包含作為高衰減構件之黏彈性體，所述黏彈性體包含所述高衰減組成物。
根據發明者的研究，若單獨使用作為合成橡膠之異戊二烯橡膠(亦稱為合成天然橡膠)或者以異戊二烯橡膠於2種橡膠之總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠併用而代替先前主要用作高衰減組成物之基礎聚合物的天然橡膠，則可形成衰減性能優異、且於反覆施加較大程度的變形時的衰減性能的降低較小的高衰減構件。發明者推測其理由如下。
亦即，於高衰減構件(所述高衰減構件是使用天然橡膠作為基礎聚合物之高衰減組成物的交聯物)中，多個天然橡膠分子間由於交聯劑成分而交聯，除此之外各個天然橡膠分子之分子鏈末端所存在的磷脂質或蛋白質由於氫鍵、離子鍵等比較弱之鍵而相互鍵結，產生構成分支結構之鍵結點，藉由所述鍵結點與交聯劑成分之交聯點之合計而對高衰減構件賦予所期望之衰減性能。
然而，於所述鍵結點的天然橡膠分子彼此之鍵，與交聯劑成分之交聯(分子鍵)相比而言更弱，特別是於對高 衰減構件施加較大程度之變形時容易分離。
若解除較大程度之變形，則雖然分離之鍵之一部分、再生、或生成新的鍵，但剩餘的鍵保持分離而並不再生。因此，隨著較大程度之變形反覆進行，鍵結點緩緩減少，高衰減構件之衰減性能降低。
相對於此，作為藉由異戊二烯之聚合而合成的合成橡膠之異戊二烯橡膠，於其分子鏈之末端並不具有構成所述鍵結點之磷脂質或蛋白質。
因此，於單獨使用異戊二烯橡膠作為基礎聚合物而形成的高衰減構件中並不存在所述鍵結點，變得僅僅藉由即使在施加較大程度之變形後亦不容易地分離的交聯劑成分的交聯點而賦予該高衰減構件之衰減性能。
而且，於併用異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠之情形時，於將異戊二烯橡膠於所述2種橡膠之總量中所佔之比例設為55質量%以上之情形時，雖然於作為交聯物之高衰減構件中生成天然橡膠之鍵結點，但於使該鍵結點數大幅減少、施加較大程度之變形時，可儘可能地減少使所述鍵結點脫離所造成之影響。因此，可極力抑制於反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低。
而且，異戊二烯橡膠與例如丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)等其他合成橡膠相比而言，於交聯點的橡膠分子彼此之交聯結構寬鬆，形成與天然橡膠接近之交聯結構，因此可形成與天然橡膠同等或其以上的優異之衰減性能的高衰減構件。而且，異戊二烯橡膠與所述天然橡膠同樣地玻璃轉移 溫度並不存在於室溫附近，因此亦具有如下優點：使於最一般的使用溫度區域之所述室溫附近的高衰減構件之剛性等之溫度依存性減少，可形成於較廣之溫度範圍內顯示出穩定之特性的高衰減構件。
因此，隨著調配作為使高衰減構件之衰減性能提高之成分的二氧化矽、以及苯并呋喃-茚系樹脂與雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂，藉由本發明而變得可提供具有如下性質的高衰減組成物，其可形成衰減性能優異、且於反覆施加較大程度的變形時的衰減性能的降低較小的高衰減構件。
亦即，本發明是一種高衰減組成物，其是於基礎聚合物中調配有二氧化矽、以及樹脂的高衰減組成物，其特徵在於：作為所述基礎聚合物，單獨使用作為合成橡膠的異戊二烯橡膠，或者將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠以異戊二烯橡膠於所述2種橡膠的總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式併用，並且將苯并呋喃-茚系樹脂以及雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂併用來作為所述樹脂。
所述2種樹脂的提高使用異戊二烯橡膠作為基礎聚合物之高衰減構件的衰減性能的效果特別優異。
所述2種樹脂的合計調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為1質量份以上、30質量份以下。
若調配比例未達到所述範圍，則存在無法充分獲得調配樹脂而所帶來的使高衰減構件之衰減性能提高的效果之 虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，存在反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低變大之虞。
而且，二氧化矽之調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為80質量份以上、150質量份以下。
若調配比例未達到所述範圍，則存在無法充分獲得調配二氧化矽而所帶來的使高衰減構件之衰減性能提高的效果之虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，存在反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低變大之虞。
本發明之黏彈性阻尼器之特徵在於包含黏彈性體，所述黏彈性體包含所述本發明之高衰減組成物。
該黏彈性阻尼器如上所述地衰減性能優異，因此可小型化、或者減少內裝於1個建築物中的數量，且即使由於產生地震而反覆施加較大程度之變形，衰減性能亦不較大程度地降低，因此可確實地防止該地震或其後所產生的餘震之能量傳遞至建築物。
根據本發明可提供一種高衰減組成物，其可形成衰減性能優異、且於反覆施加較大程度的變形時的衰減性能的降低較小的高衰減構件；以及一種建築物等的黏彈性阻尼器，其包含作為高衰減構件之黏彈性體，所述黏彈性體包含所述高衰減組成物。
<高衰減組成物>
本發明之高衰減組成物是於基礎聚合物中調配有二氧化矽、以及樹脂的高衰減組成物，其特徵在於：作為所述 基礎聚合物，單獨使用作為合成橡膠的異戊二烯橡膠，或者將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠以異戊二烯橡膠於所述2種橡膠的總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式併用，並且將苯并呋喃-茚系樹脂以及雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂併用來作為所述樹脂。
(基礎聚合物)
如上所述，作為基礎聚合物，單獨使用異戊二烯橡膠，或者將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠以異戊二烯橡膠於所述2種橡膠的總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式併用。
其中，異戊二烯橡膠例如可使用如下之各種異戊二烯橡膠之任意者：使用戚格勒觸媒、鋰觸媒等，藉由溶液聚合法而對異戊二烯進行合成而成的異戊二烯橡膠等。
所述異戊二烯橡膠並不限定於此，例如可列舉日本瑞翁(ZEON)股份有限公司製造之NIPOL(註冊商標)IR2200[比重為0.91、木尼黏度(Mooney Visicosity)(中心值)為82]、IR2200L[比重為0.91、木尼黏度(中心值)為70]等之至少1種。
而且，天然橡膠可使用通常之天然橡膠或脫蛋白天然橡膠等。
於單獨使用異戊二烯橡膠作為基礎聚合物之情形時，於作為交聯物之高衰減構件中完全未生成源自天然橡膠之容易分離的鍵結點，因此可極力地減小對所述高衰減構件反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低。
因此，於所述效果之方面而言，較佳的是單獨使用異戊二烯橡膠作為基礎聚合物。
然而，即使是併用異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠作為基礎聚合物之系統，亦可藉由如上所述地將異戊二烯橡膠於2種橡膠之總量中所佔之比例限定為55質量%以上，而減少所述鍵結點之生成數，獲得減少對高衰減構件反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低。
而且，藉由如前文所說明那樣併用天然橡膠(所述天然橡膠之材料獲得之容易性等優異)，亦可使高衰減組成物、甚至黏彈性阻尼器之黏彈性構件等高衰減構件之生產性提高，從而降低製造成本。
另外，於所述併用系中，若考慮使減少鍵結點之生成數、從而減小對高衰減構件反覆施加較大程度變形時的衰減性能之降低的效果進一步提高，則異戊二烯橡膠於2種橡膠之總量中所佔之比例於所述範圍內較佳的是50質量%以上，更佳的是60質量%以上。
而且，若考慮使併用天然橡膠所帶來之提高高衰減組成物等之生產性、減低製造成本之效果進一步提高，則所述異戊二烯橡膠之比例於所述範圍內較佳的是90質量%以下，更佳的是80質量%以下。
(二氧化矽)
二氧化矽可使用根據其製法而分類之濕式法二氧化矽、乾式法二氧化矽之任意種。而且，作為二氧化矽，若考慮進一步提高使高衰減構件之衰減性能提高的效果，則 較佳的是使用BET比表面積為100m2/g~400m2/g、特佳是200m2/g~250m2/g之二氧化矽。BET比表面積是以藉由氣相吸附法所測定之值而表示，所述氣相吸附法使用例如柴田化學器械工業股份有限公司製造之迅速表面積測定裝置SA-1000等，使用氮氣作為吸附氣體。
所述二氧化矽例如可列舉東曹二氧化矽公司(Tosoh Silica Corporation)製造之NipSil(註冊商標)KQ等。
所述二氧化矽之調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為80質量份以上、150質量份以下。
若調配比例未達到所述範圍，則存在無法充分獲得調配二氧化矽而所帶來的使高衰減構件之衰減性能提高的效果之虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，存在反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低變大之虞。
相對於此，藉由將二氧化矽之調配比例設為所述範圍內，則可儘可能地抑制對高衰減構件反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低，且可對所述高衰減構件賦予良好之衰減性能。
(樹脂)
樹脂可併用苯并呋喃-茚系樹脂、以及雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂。
其中，苯并呋喃-茚系樹脂可列舉主要包含苯并呋喃與茚之聚合物、平均分子量為1000以下左右之比較低分子量、可作為軟化劑而發揮功能之各種苯并呋喃-茚系樹脂。
所述苯并呋喃-茚系樹脂例如可列舉日塗化學股份有 限公司製造之Nitto Resin(註冊商標)苯并呋喃G-90[平均分子量為770、軟化點為90℃、酸值為1.0mgKOH/g以下、羥值為25mgKOH/g、溴值為9g/100g]、G-100N[平均分子量為730、軟化點為100℃、酸值為1.0mgKOH/g以下、羥值為25mgKOH/g、溴值為11g/100g]、V-120[平均分子量為960、軟化點為120℃、酸值為1.0mgKOH/g以下、羥值為30mgKOH/g、溴值為6g/100g]、V-120S[平均分子量為950、軟化點為120℃、酸值為1.0mgKOH/g以下、羥值為30mgKOH/g、溴值為7g/100g]等之1種或2種以上。
而且，雙環戊二烯系石油樹脂可列舉：以石油之C5餾分中所含之雙環戊二烯為主原料而合成的屬於脂環族系烴樹脂之各種雙環戊二烯系石油樹脂。
所述雙環戊二烯系石油樹脂例如可列舉丸善石油化學股份有限公司製造之Maruka Rez(註冊商標)M-890A[軟化點為105℃、比重為1.1、碘值為190g/100g、酸值為0.1mgKOH/g以下]、M-845A[軟化點為145℃、比重為1.1、碘值為190g/100g、酸值為0.1mgKOH/g以下]等之1種或2種以上。
所述2種樹脂之合計調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為1質量份以上、30質量份以下。
若調配比例未達到所述範圍，則存在無法充分獲得調配樹脂而所帶來的使高衰減構件之衰減性能提高的效果之虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，存在反覆施加 較大程度之變形時的衰減性能之降低變大之虞。
相對於此，藉由將2種樹脂之合計調配比例設為所述範圍內，則可儘可能地抑制對高衰減構件反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低，且可對所述高衰減構件賦予良好之衰減性能。
另外，作為樹脂，於併用所述苯并呋喃-茚系樹脂、以及雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂之情形時，較佳的是將兩種樹脂之合計調配比例設定為所述範圍內。
(其他成分)
於本發明之高衰減組成物中，亦可以適宜的比例而調配所述二氧化矽以外之其他無機填充劑、或用以使基礎聚合物交聯的交聯劑成分等。
所述其他無機填充劑例如可列舉碳黑或碳酸鈣等。
其中，碳黑可使用根據其製造方法等而分類之各種碳黑中的可作為填充劑而發揮功能的碳黑之1種或2種以上。
碳黑之調配比例並無特別限定，較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為1質量份以上、5質量份以下。
而且，碳酸鈣可任意使用根據其製造方法等而分類之合成碳酸鈣、重質碳酸鈣等中的可作為填充劑而發揮功能的粉末狀碳酸鈣。而且，碳酸鈣亦可使用為了使對於基礎聚合物等之親和性、分散性等改善而實施了表面處理之碳酸鈣。
交聯成分可使用能夠對基礎聚合物進行交聯之各種交聯成分。特佳的是使用硫磺硫化系交聯成分。所述硫磺硫 化系交聯成分可列舉硫化劑、硫化促進劑、及硫化促進助劑組合而成之成分。特佳的是將難以產生高衰減構件之橡膠彈性過於上升而造成衰減性能降低之問題的硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑加以組合。
所述硫化劑例如可列舉硫或含硫有機化合物等。特佳的是硫。
硫化促進劑例如可列舉亞磺醯胺系硫化促進劑、秋蘭姆系硫化促進劑等。硫化促進劑根據種類而造成促進硫化之機理不同，因此較佳的是併用2種以上。
其中，亞磺醯胺系硫化促進劑例如可列舉大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocceler(註冊商標)NS[N-第三丁基-2-苯并噻唑基亞磺醯胺]等。而且，秋蘭姆系硫化促進劑例如可列舉大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocceler TBT[四丁基秋蘭姆二硫化物]等。
硫化促進助劑例如可列舉鋅白、硬脂酸等。通常較佳的是將兩者併用為硫化促進助劑。
所述硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑之調配比例根據由於高衰減構件之用途等而不同之衰減性能或剛性等特性而適宜調整即可。
於本發明之高衰減組成物中，亦可進一步視需要而以適宜之比例調配矽烷化合物、軟化劑、抗老化劑等各種添加劑。
其中，矽烷化合物可列舉以式(a)而表示，可作為矽烷偶合劑或矽烷化劑等二氧化矽之分散劑發揮功能之各種 矽烷化合物，
[式中，R1、R2、R3、及R4中之至少1個表示烷氧基。其中，R1、R2、R3、及R4並不同時為烷氧基，其他表示烷基或芳基]。
特佳的是己基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷等烷氧基矽烷。
所述矽烷化合物例如可列舉信越化學工業股份有限公司製造之KBE-103(苯基三乙氧基矽烷)等。
矽烷化合物之調配比例並無特別限定，較佳的是於每100質量份二氧化矽中為5質量份以上、25質量份以下。
軟化劑是用以使高衰減組成物之加工性進一步提高之成分，所述軟化劑例如可列舉於室溫(2℃~35℃)下呈液狀之液狀橡膠。所述液狀橡膠例如可列舉液狀聚異戊二烯橡膠、液狀腈橡膠(液狀NBR)、液狀苯乙烯丁二烯橡膠(液狀SBR)等之1種或2種以上。
其中較佳的是液狀聚異戊二烯橡膠。所述液狀聚異戊二烯橡膠例如可列舉日本可樂麗(kuraray)股份有限公司 製造之Kuraplen(，註冊商標)LIR-30(數量平均分子量為28000)、LIR-50(數量平均分子量為54000)等。
液狀聚異戊二烯橡膠之調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物中為5質量份以上、50質量份以下。
若調配比例未達到所述範圍，則存在無法充分獲得調配該液狀聚異戊二烯橡膠所帶來之使高衰減構件之剛性降低之效果之虞。另一方面，於超過所述範圍之情形時，存在使高衰減構件之衰減性能降低之虞。
抗老化劑例如可列舉苯并咪唑系、醌系、多酚系、胺系等各種抗老化劑之1種或2種以上。特佳的是將苯并咪唑系抗老化劑與醌系抗老化劑併用。
其中，苯并咪唑系抗老化劑例如可列舉大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocrac(註冊商標)MB[2-巰基苯并咪唑]等。而且，醌系抗老化劑例如可列舉丸石化學品股份有限公司製造之Antigen FR[芳香族酮-胺縮合物]等。
兩種抗老化劑之調配比例並無特別限定，較佳的是苯并咪唑系抗老化劑於每100質量份基礎聚合物中為0.5質量份以上、5質量份以下。而且，較佳的是醌系抗老化劑於每100質量份基礎聚合物中為0.5質量份以上、5質量份以下。
另外，其他添加劑例如已知有松香與多元醇之酯或者松香改質馬來酸樹脂等包含松香作為構成成分之樹脂的松香衍生物。
然而，於調配松香衍生物之情形時，如前文所說明那樣，雖然可提高高衰減構件之衰減性能，但產生該高衰減構件於反覆施加較大程度之變形時衰減性能較大程度地降低的問題。因此，本發明之高衰減組成物較佳的是不含松香衍生物(松香衍生物除外)。
而且，已知若調配於分子中具有咪唑環之化合物中的除前文所說明的可作為苯并咪唑系抗老化劑而發揮功能的化合物以外的咪唑系化合物，則可提高高衰減構件之衰減性能。
該咪唑系化合物例如可列舉咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、以及2-苯基-4-甲基咪唑等。
然而，若調配所述咪唑系化合物，則產生高衰減構件於反覆施加較大程度之變形時衰減性能較大程度地降低之問題。因此，本發明之高衰減組成物較佳的是不含除可作為苯并咪唑系抗老化劑而發揮功能的化合物以外的咪唑系化合物(所述咪唑系化合物除外)。
作為可使用本發明之高衰減組成物而製造之高衰減構件，例如可列舉：高樓等建築物之基礎中所內裝之免震用阻尼器、建築物之結構中所內裝之制震(制振)用黏彈性阻尼器、吊橋或斜張橋等之線纜之制振構件、工業機械或航空器、汽車、軌道車輛等之防振構件、電腦或其周邊裝置類、或家用電器類等之防振構件、以及汽車用輪胎之輪 胎面等。
根據本發明，藉由調整所述基礎聚合物、二氧化矽、樹脂以及其他各種成分之種類與其組合以及調配比例，可獲得具有適於所述各個用途之優異之衰減性能的高衰減構件。
<黏彈性阻尼器>
特別是於使用本發明之高衰減組成物作為形成材料、形成作為高衰減構件之建築物之黏彈性阻尼器的黏彈性體之情形時，該黏彈性體具有高的衰減性能，因此包含所述黏彈性體之黏彈性阻尼器之衰減性能提高，即使使其全體小型化、減少內裝於1個建築物中之數量，亦可獲得與先前同等或其以上之制震性能。
而且，即使由於產生地震而反覆施加較大程度之變形，衰減性能亦不較大程度地降低，因此可確實地防止該地震或其後所產生的餘震之能量傳遞至建築物。
[實例] <實例1>
(高衰減組成物之調製)
於作為基礎聚合物之天然橡膠[SMR(Standard Malaysian Rubber，標準馬來西亞橡膠)-CV60]40質量份、以及異戊二烯橡膠[日本瑞翁(ZEON)股份有限公司製造之NIPOL(註冊商標)IR2200]60質量份中調配二氧化矽[東曹二氧化矽公司(Tosoh Silica Corporation)製造之NipSil(註冊商標)KQ]120質量份、苯并呋喃-茚系樹脂[日塗化 學股份有限公司製造之Nitto Resin(註冊商標)苯并呋喃G-90]10質量份、以及雙環戊二烯系石油樹脂[丸善石油化學股份有限公司製造之Maruka Rez(註冊商標)M-890A]10質量份、下述表1所示之各成分，使用密閉式混練機進行混練而調製高衰減組成物。另外，表1中之質量份分別為於每100質量份作為基礎聚合物之天然橡膠以及異戊二烯橡膠之總量中的質量份。
表中之各成分如下所示。
矽烷化合物：苯基三乙氧基矽烷、信越化學工業股份有限公司製造之KBE-103
液狀聚異戊二烯橡膠：日本可樂麗股份有限公司製造之LIR-50、數量平均分子量為54000
碳黑：三菱化學股份有限公司製造之Diablack(註冊商標)G
苯并咪唑系抗老化劑：2-巰基苯并咪唑、大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocrac MB
醌系抗老化劑：丸石化學品股份有限公司製造之Antigen FR
氧化鋅2種：三井金屬礦業股份有限公司製造
硬脂酸：日油股份有限公司製造之「Tsubaki」
5%油處理粉末硫：硫化劑、鶴見化學工業股份有限公司製造
硫化促進劑NS：N-第三丁基-2-苯并噻唑基亞磺醯胺、大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocceler(註冊商標)NS
硫化促進劑TBT：四丁基秋蘭姆二硫化物、大內新興化學工業股份有限公司製造之Nocceler TBT-N
<實例2>
將天然橡膠之調配比例設為20質量份，將異戊二烯橡膠之調配比例設為80質量份，且將硫化促進劑NS之調配比例設為1.16質量份，將硫化促進劑TBT之調配比例設為1.16質量份，除此以外與實例1同樣地進行而調製高衰減組成物。
<實例3>
未調製天然橡膠，將異戊二烯橡膠之調配比例設為100質量份，且將硫化促進劑NS之調配比例設為1.2質量份，將硫化促進劑TBT之調配比例設為1.2質量份，除此以外與實例1同樣地進行而調製高衰減組成物。
<比較例1>
未調製異戊二烯橡膠，將天然橡膠之調配比例設為100質量份，且將硫化促進劑NS之調配比例設為1質量份，將硫化促進劑TBT之調配比例設為1質量份，除此以外與實例1同樣地進行而調製高衰減組成物。
<比較例2>
將天然橡膠之調配比例設為70質量份，將異戊二烯橡膠之調配比例設為30質量份，且將硫化促進劑NS之調配比例設為1.06質量份，將硫化促進劑TBT之調配比例設為1.06質量份，除此以外與實例1同樣地進行而調製高衰減組成物。
<比較例3>
將天然橡膠之調配比例設為60質量份，將異戊二烯橡膠之調配比例設為40質量份，且將硫化促進劑NS之調配比例設為1.08質量份，將硫化促進劑TBT之調配比例設為1.08質量份，除此以外與實例1同樣地進行而調製高衰減組成物。
<比較例4>
併用所述天然橡膠40質量份與苯乙烯丁二烯橡膠60質量份作為基礎聚合物，除此以外與實例1同樣進行而調製高衰減組成物。
<比較例5>
併用所述天然橡膠40質量份與丁二烯橡膠60質量份作為基礎聚合物，除此以外與實例1同樣地進行而調製高 衰減組成物。
<衰減特性試驗>
(試驗體之製作)
將實例、比較例中所調製之高衰減組成物押出成形為薄板狀後進行衝壓，如圖1所示那樣製作圓板1(厚度為5mm×直徑為25mm)，於所述圓板1之表背兩個面分別經由硫化接著劑而疊合厚6mm×縱44mm×橫44mm之矩形平板狀之鋼板2，一面於積層方向上進行加壓一面加熱至150℃，使形成圓板1之高衰減組成物硫化且使所述圓板1與2枚鋼板2硫化接著，製作作為高衰減構件之模型的衰減特性評價用試驗體3。
(位移試驗)
如圖2(a)所示那樣準備2個所述試驗體3，將所述2個試驗體3，經由其中一個鋼板2而以螺栓(bolt)固定於1枚中央固定夾具4上，並且於各個試驗體3之另一個鋼板2上以螺栓固定各1枚之左右固定夾具5。繼而，將中央固定夾具4，經由接頭7而以螺栓固定於未圖示之試驗機的上側的固定臂6上；且將2枚之左右固定夾具5，經由接頭9而以螺栓固定於所述試驗機之下側的可動盤8上。
其次，於該狀態下，如圖中之中空箭頭所示那樣使可動盤8位移而向固定臂6之方向提昇，如圖2(b)所示那樣，將試驗體3中之圓板1設為在與所述試驗體3之積層方向正交之方向上應變變形之狀態，其次自該狀態，如圖 中之中空箭頭所示那樣使可動盤8位移而向與固定臂6之方向相反之方向降低，回復至所述圖2(a)所示之狀態，將上述操作作為1個循環，求出使所述試驗體3中之圓板1反覆應變變形、亦即使其振動時之遲滯環H(參照圖3)，所述遲滯環H表示圓板1向與所述試驗體3之積層方向正交之方向的位移量(mm)與負載(N)之關係。
測定是於溫度為20℃之環境下，實施3個循環之所述操作而求出第3次之值。而且，以夾持圓板1之2枚鋼板2的與所述積層方向正交之方向的偏移量成為所述圓板1之厚度的100%之方式設定最大位移量。
其次，將在藉由所述測定而求出之圖3中所示之遲滯環H中的最大位移點與最小位移點連接，求出圖中以粗實線所表示之直線L1之斜率Keq(N/mm)，由所述斜率Keq(N/mm)、圓板1之厚度T(mm)、圓板1之截面積A(mm2)，根據式(1)：
而求出等價剪切彈性模數Geq(N/mm2)。而且求出將比較例1中之等價剪切彈性模數Geq(N/mm2)設為100時之各實例、比較例之等價剪切彈性模數Geq(N/mm2)的相對值。
而且，由圖3中畫斜線所表示之吸收能量之量△W(以遲滯環H之總表面積所表示)、在圖3中畫方格網線所表示之彈性應變能量W(以由所述直線L1、圖表之橫軸、自直線L1與遲滯環H之交點垂直落下於所述橫軸而成之垂線L2所包圍之區域的表面積所表示)，根據式(2)：
而求出等價衰減常數Heq。等價衰減常數Heq越大，越可以判定試驗體3之衰減性能優異。因此，求出將比較例1中之等價衰減常數Heq設為100時之各實例、比較例之等價衰減常數Heq之相對值。
(反覆施加較大程度之變形時的衰減性能評價)
以夾持圓板1之2枚鋼板2的與所述積層方向正交之方向的偏移量成為所述圓板1之厚度的200%之方式設定最大位移量，除此以外與所述位移試驗同樣地進行，求出於溫度為20℃之環境下反覆進行30次位移時的第3次位移之等價剪切彈性模數Geq(3)(N/mm2)與第30次位移之等價剪切彈性模數Geq(30)(N/mm2)之比Geq(30)/Geq(3)。
該比越接近1，越可以判定試驗體3的反覆施加較大程度之變形時的衰減性能之降低小。因此，將所述比為0.81以上之情形作為合格，評價反覆實施大變形時的衰減性能 之降低。
將以上之結果示於表2中。
根據表2之實例1~實例3、比較例1~比較例5之結果可知：作為所述基礎聚合物，單獨使用異戊二烯橡膠，或者將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠以異戊二烯橡膠於所述2種橡膠的總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式併用，由此可維持高衰減構件之良好的衰減性能，且可儘可能地減小反覆施加較大程度之變形時的所述衰減性能之降低。
而且，根據實例1~實例3之結果可知：於減小所述衰減性能之降低的效果之方面而言，最佳的是單獨使用異戊二烯橡膠作為基礎聚合物，於所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠的併用系中，較佳的是異戊二烯橡膠於所述2種橡膠之總量中所佔的比例在所述55質量%以上的範圍內儘可能地大。
<實例4、實例5>
將二氧化矽之調配比例設為於每100質量份基礎聚合物之總量中為80質量份(實例4)、150質量份(實例5)，除此以外與實例2同樣地進行而調製高衰減組成物。
<實例6~實例8>
將苯并呋喃-茚系樹脂以及雙環戊二烯系石油樹脂之調配比例分別設為於每100質量份基礎聚合物之總量中為1質量份(實例6)、5質量份(實例7)、15質量份(實例8)，除此以外與實例2同樣地進行而調製高衰減組成物。
對所述各實例中所調製之高衰減組成物，實施前文之各試驗。將結果與實例2之結果一併示於表3中。
根據表3之實例2、實例4、實例5之結果可知：二氧化矽之調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物之總量中為80質量份以上、150質量份以下。而且，根據實例 2、實例6~實例8之結果可知：苯并呋喃-茚系樹脂與雙環戊二烯系石油樹脂之合計之調配比例較佳的是於每100質量份基礎聚合物之總量中為1質量份以上、30質量份以下。
1‧‧‧圓板
2‧‧‧鋼板
3‧‧‧試驗體
4‧‧‧中央固定夾具
5‧‧‧左右固定夾具
6‧‧‧固定臂
7、9‧‧‧接頭
8‧‧‧可動盤
H‧‧‧遲滯環
Keq‧‧‧斜率
L1‧‧‧直線
L2‧‧‧垂線
W‧‧‧能量
△W‧‧‧吸收能量之量
圖1是分解表示用以評價包含本發明之實例、比較例的高衰減組成物之高衰減構件之衰減性能而製作的作為所述高衰減構件模型之試驗體的分解透視圖。
圖2(a)、圖2(b)是說明用以使所述試驗體位移而求出位移量與負載之關係的試驗機之概略之圖。
圖3是表示使用所述試驗機使試驗體位移而求出的表示位移量與負載之關係的遲滯環之一例的圖表。
H‧‧‧遲滯環
Keq‧‧‧斜率
L1‧‧‧直線
L2‧‧‧垂線
W‧‧‧能量
△W‧‧‧吸收能量之量

Claims (4)

  1. 一種高衰減組成物，其是於基礎聚合物中調配有二氧化矽、以及樹脂的高衰減組成物，其特徵在於：作為所述基礎聚合物，單獨使用作為合成橡膠之異戊二烯橡膠，或者將所述異戊二烯橡膠與天然橡膠這2種橡膠以所述異戊二烯橡膠於所述2種橡膠的總量中所佔的比例成為55質量%以上的方式併用，並且將苯并呋喃-茚系樹脂以及雙環戊二烯系石油樹脂這2種樹脂併用來作為所述樹脂，且所述高衰減組成物不含松香衍生物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高衰減組成物，其中所述2種樹脂之合計調配比例是於每100質量份所述基礎聚合物中為1質量份以上、30質量份以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述之高衰減組成物，其中所述二氧化矽之調配比例是於每100質量份所述基礎聚合物中為80質量份以上、150質量份以下。
  4. 一種黏彈性阻尼器，其特徵在於：包含黏彈性體，所述黏彈性體包含如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之高衰減組成物。
TW101138113A 2012-04-09 2012-10-16 高衰減組成物以及黏彈性阻尼器 TWI546342B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012088483A JP5648014B2 (ja) 2012-04-09 2012-04-09 高減衰組成物および粘弾性ダンパ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201341475A TW201341475A (zh) 2013-10-16
TWI546342B true TWI546342B (zh) 2016-08-21

Family

ID=49362951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101138113A TWI546342B (zh) 2012-04-09 2012-10-16 高衰減組成物以及黏彈性阻尼器

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5648014B2 (zh)
KR (1) KR101937490B1 (zh)
CN (1) CN103360637B (zh)
TW (1) TWI546342B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6261131B2 (ja) * 2014-07-04 2018-01-17 住友ゴム工業株式会社 高減衰組成物、制震ダンパおよび免震支承
US11713406B2 (en) 2016-09-20 2023-08-01 Avery Dennison Corporation Multilayer tape
US11059264B2 (en) 2018-03-19 2021-07-13 Avery Dennison Corporation Multilayer constrained-layer damping
HUE063771T2 (hu) 2018-05-17 2024-01-28 Avery Dennison Corp Többrétegû csillapító laminátum részleges lefedéssel
WO2020066550A1 (ja) 2018-09-26 2020-04-02 住友理工株式会社 防振ゴム組成物および防振ゴム部材
JP7264617B2 (ja) * 2018-10-29 2023-04-25 ニッタ化工品株式会社 ゴム組成物
CN112011132A (zh) * 2020-08-06 2020-12-01 云南煤化工应用技术研究院 一种固体介质阻尼器
CN112111108A (zh) * 2020-08-06 2020-12-22 云南煤化工应用技术研究院 一种粘滞阻尼器用固体阻尼材料及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6220542A (ja) * 1985-07-18 1987-01-29 Toyoda Gosei Co Ltd 制振シ−ト
JP3469621B2 (ja) * 1993-10-29 2003-11-25 東洋ゴム工業株式会社 高減衰ゴム組成物及びそれを用いた免震構造体
JPH0859899A (ja) * 1994-08-18 1996-03-05 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 高減衰ゴム組成物及びそれを用いた免震構造体
JPH1081787A (ja) * 1996-07-10 1998-03-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd 制振部材
JP2001310973A (ja) * 2000-04-27 2001-11-06 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 振動減衰材料
JP3523613B2 (ja) * 2001-06-22 2004-04-26 ニッタ株式会社 高減衰ゴム組成物
JP2003049022A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 高減衰ゴム組成物およびそれを用いた制振装置
JP2004307594A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 高減衰ゴム組成物及びそれを用いた免震構造体
JP5621183B2 (ja) * 2008-05-02 2014-11-05 株式会社ブリヂストン 免震構造体用ゴム組成物
JP5404090B2 (ja) * 2009-02-20 2014-01-29 住友ゴム工業株式会社 高減衰組成物
CN102050966B (zh) * 2009-11-06 2014-06-18 住友橡胶工业株式会社 高阻尼组合物
JP5086386B2 (ja) * 2009-11-06 2012-11-28 住友ゴム工業株式会社 高減衰組成物
KR101680905B1 (ko) * 2010-03-05 2016-11-29 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤 고감쇠 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013216781A (ja) 2013-10-24
JP5648014B2 (ja) 2015-01-07
CN103360637B (zh) 2016-06-01
CN103360637A (zh) 2013-10-23
KR101937490B1 (ko) 2019-01-10
TW201341475A (zh) 2013-10-16
KR20130114554A (ko) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI546342B (zh) 高衰減組成物以及黏彈性阻尼器
TWI454525B (zh) 高衰減組成物
JP5289356B2 (ja) 高減衰組成物
JP6261131B2 (ja) 高減衰組成物、制震ダンパおよび免震支承
TWI542642B (zh) 高衰減組成物
TWI575007B (zh) 高衰減組成物
JP2011126992A (ja) 高減衰組成物
JP2017082171A (ja) 高減衰ゴム組成物および粘弾性ダンパ
KR101780829B1 (ko) 고감쇠 조성물
JP6504696B2 (ja) 高減衰組成物および粘弾性ダンパ
TW201311823A (zh) 高衰減組成物
JP2014162810A (ja) 高減衰組成物および粘弾性ダンパ
JP5568581B2 (ja) 高減衰組成物および粘弾性ダンパ
JP2011132481A (ja) 高減衰組成物
KR101680905B1 (ko) 고감쇠 조성물
JP2015160903A (ja) 高減衰組成物、制震ダンパおよび免震支承
JP2014224180A (ja) 高減衰組成物および粘弾性ダンパ
TWI599646B (zh) 高衰減組合物以及黏彈性阻尼器
JP5738113B2 (ja) 高減衰組成物
JP5523428B2 (ja) 高減衰組成物
JP2013043912A (ja) 高減衰組成物およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees