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CN109503964A - 一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法 - Google Patents

一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法 Download PDF

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CN109503964A
CN109503964A CN201811382724.1A CN201811382724A CN109503964A CN 109503964 A CN109503964 A CN 109503964A CN 201811382724 A CN201811382724 A CN 201811382724A CN 109503964 A CN109503964 A CN 109503964A
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China
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low pressure
damping material
temperature low
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gets higher
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CN201811382724.1A
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刘群策
赵鑫
张宇
苏红波
冯伟
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Space Flight Long March Rui Te Science And Technology Ltd
Original Assignee
Space Flight Long March Rui Te Science And Technology Ltd
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，包括以下步骤：S1：按照丁基橡胶55～76.5％，酚醛树脂5～7％，氧化锌3～5％，硬脂酸1～1.5％，防老剂1.5～2％，改性硅土填料8～34.5％的比例选取各组分；S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型。

Description

一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法
技术领域
本发明属于高性能阻尼材料领域，具体涉及一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法。
背景技术
橡胶材料是一种粘弹性材料，既能通过橡胶大分子间的内耗消耗能量，又能通过弹性形变储存并释放能量，可用于电子、精密仪器、汽车、船舶及航空航天等领域的阻尼减振材料。丁基橡胶是一种损耗因子较高的橡胶材料，由于其损耗因子高，对振动能量的耗散效果显著，是一种通用阻尼减振橡胶材料。但是通常情况下，较高的损耗因子意味着橡胶材料自身损耗模量较高，储能模量较低，压缩永久变形较大。而压缩永久变形性能对于阻尼减振产品而言，意味着结构的可靠性，是极其重要的性能指标。
以应用为目的阻尼减振材料设计中为了保证压缩永久变形性能，通常会降低材料的损耗因子，导致丁基橡胶材料无法充分发挥其高阻尼的优势。随着技术的发展与革新，在电子、精密仪器、汽车、船舶及航空航天等领域，对阻尼减振产品也提出了更高的要求，除常温下具有较高的阻尼特性外，对其结构可靠性要求也越来越高。高阻尼丁基橡胶压缩永久变形性能差的缺点极大的限制了其在阻尼减振领域的进一步推广应用。
因此，亟需改进现有材料体系，发明一种常温下高损耗因子、低压缩永久变形的高性能丁基橡胶。
发明内容
本发明的目的在于：服现有技术的不足，提供一种可应用于电子、精密仪器、汽车、船舶及航空航天等领域的阻尼减振材料，该材料具有常温损耗因子高，压缩永久变形小、力学性能优异等优异特性。
同时，本发明提供了该常温低压变高阻尼材料的制备方法。。
本发明的技术方案如下：一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，包括以下步骤：
S1：按照丁基橡胶55～76.5％，酚醛树脂5～7％，氧化锌3～5％，硬脂酸1～1.5％，防老剂1.5～2％，改性硅土填料8～34.5％的比例选取各组分；
S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；
S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型。
所述S2中，混炼时滚筒温度为40～60℃，辊距1～4mm，混炼时间10～20min。
所述S3中，硫化条件为：硫化温度160℃±10℃，硫化时间为25～30min，硫化压力为10～20Mpa。
所述S1中，总质量共计500g。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明对原有丁基阻尼材料进行了改进，通过对原有材料体系组分及各组分含量的调整，制备出一种新型常温低压变高阻尼材料，该新型材料与原有丁基橡胶阻尼材料相比，在常温下具有较高损耗因子的同时，压缩永久变形更小，力学性能更优异。
(2)本发明通过酚醛树脂硫化体系，并加入新型改性硅土填料作为补强体系，大大提升了阻尼材料常温损耗因子，20℃时最高损耗因子可达到1.15以上。
(3)本发明通过调整硫化体系组分及补强体系组分配比，极大降低了该新型材料的压缩永久变形，在70℃X24h，压缩比25％的测试条件下，其压缩永久变形＜15％。
(4)本发明新型常温低压变高阻尼材料具有优异的力学性能，拉伸强度＞7Mpa，断裂伸长率＞800％。
(5)本发明是一种环保材料，其中重金属及有机污染物含量符合欧盟REACH及RoHS指令要求。
附图说明
图1为本发明实施例1阻尼材料温度-阻尼曲线
图2为本发明实施例2阻尼材料温度-阻尼曲线图
具体实施方式
实施例1
一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，包括以下步骤：
S1：按照丁基橡胶55％，酚醛树脂5％，氧化锌3％，硬脂酸1％，防老剂1.5％，改性硅土填料34.5％的比例选取各组分,总质量共计500g；
S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；混炼时滚筒温度为40～60℃，辊距1～4mm，混炼时间10～20min；
S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型；硫化条件为：硫化温度160℃±10℃，硫化时间为25～30min，硫化压力为10～20Mpa。
所得胶料硬度34，拉伸强度大于6Mpa，断裂伸长率大于800％，20℃时损耗因子1.167，附图1为本发明实施例1阻尼材料温度-阻尼曲线，压缩永久变形小于12％，重金属及有机化合物含量符合RoHS指令。
实施例2
一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，包括以下步骤：
S1：按照丁基橡胶76.5％，酚醛树脂7％，氧化锌5％，硬脂酸1.5％，防老剂2％，改性硅土填料8％的比例选取各组分,总质量共计500g；
S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；混炼时滚筒温度为40～60℃，辊距1～4mm，混炼时间10～20min；
S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型；硫化条件为：硫化温度160℃±10℃，硫化时间为25～30min，硫化压力为10～20Mpa。
所得胶料硬度37，拉伸强度大于10Mpa，断裂伸长率大于800％，20℃时损耗因子1.139，附图2为本发明实施例2阻尼材料温度-阻尼曲线图，压缩永久变形小于16％，重金属及有机化合物含量符合RoHS指令。
实施例3
一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，包括以下步骤：
S1：按照丁基橡胶66.5％，酚醛树脂6％，氧化锌4％，硬脂酸1.2％，防老剂1.8％，改性硅土填料11％的比例选取各组分,总质量共计500g；
S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；混炼时滚筒温度为50℃，辊距3mm，混炼时间15min；
S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型；硫化条件为：硫化温度150℃，硫化时间为28min，硫化压力为18Mpa。
本发明在常温下具有高阻尼，低压缩永久变形的特性，同时力学性能优异，应用于电子、精密仪器、汽车、船舶及航空航天等领域可起到显著的减振降噪效果，具有广阔的应用前景。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明对原有丁基阻尼材料进行了改进，通过对原有材料体系组分及各组分含量的调整，制备出一种新型常温低压变高阻尼材料，该新型材料与原有丁基橡胶阻尼材料相比，在常温下具有较高损耗因子的同时，压缩永久变形更小，力学性能更优异。
(2)本发明通过酚醛树脂硫化体系，并加入新型改性硅土填料作为补强体系，大大提升了阻尼材料常温损耗因子，20℃时最高损耗因子可达到1.15以上。
(3)本发明通过调整硫化体系组分及补强体系组分配比，极大降低了该新型材料的压缩永久变形，在70℃X24h，压缩比25％的测试条件下，其压缩永久变形＜15％。
(4)本发明新型常温低压变高阻尼材料具有优异的力学性能，拉伸强度＞7Mpa，断裂伸长率＞800％。
(5)本发明是一种环保材料，其中重金属及有机污染物含量符合欧盟REACH及RoHS指令要求。

Claims (8)

1.一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：按照丁基橡胶55～76.5％，酚醛树脂5～7％，氧化锌3～5％，硬脂酸1～1.5％，防老剂1.5～2％，改性硅土填料8～34.5％的比例选取各组分；
S2：按照S1的各物质比例，将以上物质按照丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、防老剂、酚醛树脂及改性硅土填料的顺序依次加入到开炼机中进行混炼、出片；
S3：使用平板硫化机对S2中的混炼胶进行硫化成型。
2.根据权利要求1所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S2中，混炼时滚筒温度为40～60℃。
3.根据权利要求2所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S2中，辊距1～4mm。
4.根据权利要求3所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S2中，混炼时间10～20min。
5.根据权利要求1所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S3中，硫化条件为：硫化温度160℃±10℃。
6.根据权利要求5所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S3中，硫化条件为：硫化时间为25～30min。
7.根据权利要求6所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S3中，硫化压力为10～20Mpa。
8.根据权利要求1所述的一种新型常温低压变高阻尼材料制备方法，其特征在于：所述S1中，总质量共计500g。
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