CN101243155A - 减振材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种减振材料,该减振材料为使云母分散在由二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元形成的聚酯树脂中的减振材料,其特征在于,(1)相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0)和全部的二醇成分结构单元数(B0)的总量,主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)和主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元数(B1)的总量的比率[(A1+B1)/(A0+B0)]为0.5-1的范围,以及(2)减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为25-500μm。本发明的减振材料具有通用性高、轻质和优良的减振性能,可以用间歇式混合装置容易地制备。
Description
技术领域
本发明涉及减振材料及其制备方法,具体地说,涉及以高分子材料为主体的、通用性高、轻质、且能发挥更优良的减振性能的、可以简便地制备的减振材料及其制备方法。
背景技术
以往,作为吸收减振材料的振动能的材料,公开了向氯乙烯类树脂中添加了增塑剂的软质氯乙烯类树脂。该软质氯乙烯类树脂通过将振动能在树脂内部中作为摩擦热来消耗,从而减弱振动能,但是振动能的吸收和减弱还不够。
另外,从加工性能、机械强度、材料成本方面考虑,作为优秀的减振材料,经常使用丁基橡胶和丁腈橡胶等橡胶材料。然而,尽管这些橡胶材料在一般的高分子材料中在衰减性能(振动能的传送绝缘性能,或者传送衰减性能)方面是最优秀的,但是单独使用橡胶材料作为减振材料时,减振性能(吸收振动能的性质)低,因此,例如在建筑和机械类的防振结构中,已经以橡胶材料和钢板层压后的层压体、或者将通过塑性变形来吸收振动能的铅芯或油减震器和该层压体组合而成的减振结构的复合形式使用橡胶材料了。
这样,作为以往的减振材料的橡胶材料,如上所述,不能单独使用,不得不将其制成复合形式,这样必然会使防振结构变得复杂,因此,希望提高减振材料本身和橡胶材料本身的减振能力。
在特开平3-188165号,以及稻叶等发表的“压电阻尼复合材料的机械性能和减振性能之间的关系”,日本橡胶协会刊物,67卷,564页(1994年)中已经公开了将以高分子材料和压电粉末材料为主要成分的组合物作为减振材料。但是,这些组合物通过压电材料的电力机械转化作用而将振动能转化为电能并扩散,从而吸收并减弱振动。然而,该组合物中如果不混合含有50质量%以上的压电性粒子,就得不到很好的效果。但是,这样的混合降低了熔融状态时的流动性,并使混匀和成型变得困难。另外,因为压电性粒子中使用锆钛酸铅和钛酸钡等陶瓷,因此该组合物具有比重高的缺点。
井上等发表的“氯化聚乙烯/N,N’-二环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺类有机杂化物的减振性能”,纤维学会刊,56卷,443页(2000年)中公开了,减振材料为高分子基材中含有能使偶极矩力矩量增加的活性成分的减振材料。但是,该材料中使用的活性成分是低分子化合物,具有在使用中会从基材中渗出而导致其性能低下的缺点。
已经公开了由聚酯树脂等高分子材料和导电性材料形成的减振材料,例如,特开2003-221496号中记载了使用聚酯树脂作为高分子材料,使导电性材料分散在高分子材料中而形成的减振材料,但是还没有公开使用特定的聚酯树脂。该特开2003-221496号中,减振材料为使用由共聚聚酯和交联剂等形成的粘弹性树脂的复合型减振材料,需要经过由加热进行交联反应的工序,因此制备方法不简便。另外,因为可以使用的共聚聚酯的玻璃化转变温度限定在-60℃至0℃,因此该专利提供的材料没有完全满足作为通用性优良的材料的要求。
另外,特开2003-241766号公开了聚酯树脂等中使用无纺布纤维的减振消音结构体,特开2003-171820号公报公开了聚酯树脂等中使用压电性高分子的减振消音性纤维,特开平5-222239号公开了聚酯树脂等中使用减振材料用粘弹性树脂的减振钢板,但是,这些专利中没有具体地记载构成聚酯树脂的成分。
更进一步公开了由高分子材料和填料形成的树脂组合物。但是,还没有公开向将聚酯树脂主链中的碳原子数的比例特定化的聚酯树脂中填充填料而形成的减振材料。特开平10-67901号中公开了使用苯乙烯类树脂的热塑性聚合物组合物,特开平10-231385号中公开了使用聚氯乙烯、氯化聚乙烯和环氧化聚异戊二烯的减振器用组合物,但是与试验片的厚度为2mm或3mm的厚度相比,减振性不高,即使向该基材中填充填料,也不能完全满足作为减振材料的要求。另外,国际公开第2002/053647号公开了使用具有粘弹性特性的聚合物材料的减振器,尽管该专利中列举了具有粘弹性特性的聚合物,但是没有具体地记载构成该聚合物的原料成分。
特开2003-201373号公开了向高分子材料中填充作为填料的云母的减振材料。但是,没有公开向聚酯树脂中填充云母而形成的减振材料和规定了减振材料中的云母的平均粒径的减振材料。
发明内容
本发明的目的是提供以高分子材料为主体的、通用性高、轻质、且能发挥更优良的减振性能的、可以简便地制备的减振材料。
本发明的发明人为了达到这样的目的,经过了深入的研究,结果得出了下述见解。向聚酯树脂中填充作为填料的云母的减振材料轻质,且可以简便地制得,而且,在制备中,一般向高分子材料中填充云母时,进行在熔融的高分子材料中混入云母的混匀操作。但是,在混匀中云母的破碎使得实际上向减振材料中填充的云母的平均粒径比原料云母小。因此,本发明的发明人发现通过使用特定的聚酯树脂,并将实际上填充到减振材料中的云母的平均粒径特定化,可以显著改善减振性能,并且可以得到通用性高的减振材料。本发明是基于这样的见解完成的。
即,本发明提供了以下的减振材料及其制备方法。
1、一种减振材料,其特征在于,该减振材料为使云母分散在由二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元形成的聚酯树脂中的减振材料,(1)相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0)和全部的二醇成分结构单元数(B0)的总量,主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)和主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元数(B1)的总量的比率[(A1+B1)/(A0+B0)]为0.5-1的范围,而且(2)减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为25-500μm。
2、根据上述1的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)的比率(A1/A0)为0.5-1的范围,而且,相对于全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于通式(1)表示的二醇的结构单元数(B2)的比率(B2/B0)为0.5-1的范围,
[化1]
式中,R表示氢原子或碳原子数为1-3的烷基,多个R相同或不同,n为3或5。
3、根据上述1的减振材料,其中聚酯树脂:(A)在三氯乙烷/苯酚的质量比为40/60的混合溶剂中于25℃下测量的固有粘度为0.2-2.0dL/g,以及,(B)用差示扫描热量计测得的降温时的结晶放热峰的热量为5J/g以下。
4、根据上述2的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于通式(1)表示的二醇的结构单元数(B2)的比率(B2/B0)为0.7-1的范围。
5、根据上述2的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于选自由间苯二甲酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、十一碳烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、以及1,3-环己烷二羧酸组成的组中的二羧酸的结构单元数(A2)的比率(A2/A0)为0.5-1的范围。
6、根据上述5的减振材料,其中(A2/A0)为0.7-1的范围。
7、根据上述5的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于间苯二甲酸的结构单元数(A3)的比率(A3/A0)为0.5-1的范围。
8、根据上述2的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于选自由1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、以及新戊二醇组成的组中的二醇的结构单元数(B3)的比率(B3/B0)为0.5-1的范围。
9、根据上述8的减振材料,其中(B3/B0)为0.7-1的范围。
10、根据上述1的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二醇成分结构单元为来自于选自由1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、以及新戊二醇组成的组中的至少一种的二醇的结构单元。
11、根据上述1的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元为来自于间苯二甲酸和壬二酸的结构单元。
12、根据上述11的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元为来自于间苯二甲酸的结构单元。
13、根据上述1的减振材料,其中减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的中值粒径为25-500μm。
14、根据上述13的减振材料,其中减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为60-300μm。
15、根据上述14的减振材料,其中减振材料通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的中值粒径为60-300μm。
16、根据上述1的减振材料,其中减振材料还含有导电性材料。
17、根据上述16的减振材料,其中导电性材料为碳材料。
18、根据上述16的减振材料,其中导电性材料为导电性碳粉末。
19、根据上述16的减振材料,其中导电性材料的含量为0.01-25质量%。
20、根据上述16的减振材料,其中体积电阻率为1.0×10+12Ω·cm以下。
21、根据上述1所述的减振材料,其中云母的含量为10-80质量%。
22、一种减振器,其中,该减振器是通过将上述1至21中任意一项的减振材料成型而得到的。
23、一种上述1至21中任意一项的减振材料的制备方法,其特征在于,该方法包括用间歇式混合装置来混合云母。
24、根据上述23的减振材料的制备方法,其中,该方法包括在混合云母时加入蜡。
25、根据上述24的减振材料的制备方法,其中,蜡为褐煤酸酯蜡。
26、根据上述24的减振材料的制备方法,其中,该方法包括将聚酯树脂和导电性材料混合后,加入蜡进行混合,然后再加入云母进行混合。
具体实施方式
以下详细地说明本发明。
本发明的减振材料为使云母分散在由二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元形成的聚酯树脂中的减振材料,(1)相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0)和全部的二醇成分结构单元数(B0)的总量,主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)和主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元数(B1)的总量的比率[(A1+B1)/(A0+B0)]为0.5-1的范围,以及(2)减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为25-500μm。
通过规定这样的(1)聚酯树脂中的二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元中的、主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元的比率[(A1+B1)/(A0+B0)],以及(2)减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径,可以得到高减振性能的减振材料。
在此,所述“二羧酸成分结构单元(或者二醇成分结构单元)中的主链中的碳原子数”是指在夹在一个酯键(-C(=O)-O-)和下一个酯键之间的单体单元中,沿着聚酯树脂的主链的最短路径上存在的碳原子数。
在本发明中,相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0)和全部的二醇成分结构单元数(B0)的总量,主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)和主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元数(B1)的总量的比率[(A1+B1)/(A0+B0)]为0.5-1的范围,优选为0.7-1的范围。另外,上述二羧酸成分结构单元中的主链中的碳原子数以及二醇成分结构单元中的主链中的碳原子数为奇数,优选为1、3、5、7、9。
聚酯树脂中的作为主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元的例子,可以举出来自于间苯二甲酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、十一碳烷二羧酸(undecanedioic acid)、1,11-十一烷二羧酸(brassylic acid)、1,3-环己烷二羧酸等的结构单元。其中,优选来自于间苯二甲酸以及1,3-环己烷二羧酸的结构单元,更优选来自于间苯二甲酸的结构单元。聚酯树脂中也可以含有来自于上述二羧酸中的一种或两种以上的结构单元。另外,当含有两种以上的结构单元时,优选含有来自于间苯二甲酸和壬二酸的结构单元。
聚酯树脂中的作为主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元的例子,可以举出来自于1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-戊二醇、1-甲基-1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丁二醇、新戊二醇、1,3-己二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,5-己二醇、2-乙基-1,5-戊二醇、2-丙基-1,5-戊二醇、间苯二甲醇(metaxylene glycol)、1,3-环己二醇、1,3-双(羟甲基)环己烷等的结构单元。其中,优选来自于1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、间苯二甲醇、1,3-环己二醇的结构单元,更优选来自于1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇的结构单元。聚酯树脂中也可以含有来自于上述二醇中的一种或两种以上的结构单元。
更进一步,本发明的减振材料中,相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)的比率(A1/A0)优选为0.5-1的范围,而且,相对于全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于下述通式(1)表示的二醇的结构单元数(B2)的比率(B2/B0)优选为0.5-1的范围,
[化2]
式中,R表示氢原子或碳原子数为1-3的烷基,多个R相同或不同,n为3或5。
作为通式(1)表示的二醇的例子,可以举出1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-戊二醇、1-甲基-1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丁二醇、新戊二醇、1,3-己二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,5-己二醇、2-乙基-1,5-戊二醇、2-丙基-1,5-戊二醇等。其中,优选1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇。
再者,本发明的减振材料中,聚酯树脂优选:(A)在三氯乙烷/苯酚的质量比为40/60的混合溶剂中于25℃下测量的固有粘度为0.2-2.0dL/g,以及,(B)用差示扫描热量计测得的降温时的结晶放热峰的热量为5J/g以下。通过满足上述(A)和(B),可以得到更高的减振性能。
另外,本发明的减振材料中,相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于上述通式(1)表示的二醇的结构单元数(B2)的比率(B2/B0)更优选为0.7-1的范围。
本发明的减振材料中,相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于选自由间苯二甲酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、十一碳烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、以及1,3-环己烷二羧酸组成的组中的二羧酸的结构单元数(A2)的比率(A2/A0)优选为0.5-1的范围,更优选为0.7-1的范围。
另外,相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于间苯二甲酸的结构单元数(A3)的比率(A3/A0)优选为0.5-1的范围。
另外,相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于选自由1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、以及新戊二醇组成的组中的二醇的结构单元数(B3)的比率(B3/B0)优选为0.5-1的范围,更优选为0.7-1的范围。
再者,本发明中使用的聚酯树脂,除了含有所述二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元外,只要不影响本发明的效果,还可以含有其它的结构单元。其它的结构单元的种类没有特别的限制,可以含有来自于可以形成聚酯树脂的全部的二羧酸及其酯(称为“其它二羧酸类”)、二醇(称为“其它二醇类”)或羟基羧酸及其酯(称为“其它羟基羧酸类”)的结构单元。
作为其它二羧酸类的例子,可以举出对苯二甲酸、邻苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、琥珀酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、1,4-环己烷二羧酸、萘烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、三环癸烷二羧酸、五环十二烷二羧酸、异佛尔酮二羧酸、3,9-双(2-羧乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]-十一烷等二羧酸或二羧酸酯;偏苯三甲酸、均苯三甲酸、均苯四甲酸、均丙三甲酸等三元以上的多元羧酸或者多元羧酸的衍生物。
另外,作为其它二醇类的例子,可以举出乙二醇、1,2-丙二醇、2-甲基-1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2,5-己二醇、二甘醇、三甘醇等脂肪族二醇类;聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等聚醚化合物类;甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等三元以上的多元醇类;1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-十氢化萘二甲醇、1,3-十氢化萘二甲醇、1,4-十氢化萘二甲醇、1,5-十氢化萘二甲醇、1,6-十氢化萘二甲醇、2,7-十氢化萘二甲醇、四氢化萘二甲醇、降冰片烷二甲醇、三环癸烷二甲醇、5-羟甲基-5-乙基-2-(1,1-二甲基-2-羟乙基)-1,3-二噁烷、五环十二烷二甲醇、3,9-双(1,1-二甲基-2-羟乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺环[5.5]十一烷等脂环族二元醇类;4,4’-(1-甲基亚乙基)双酚、亚甲基双酚(双酚F)、4,4’-亚环己基双酚(双酚Z)、4,4’-磺酰基双酚(双酚S)等双酚类环氧化物加成物;对苯二酚、间苯二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯基二苯甲酮等芳香族二羟基化合物的环氧化物加成物等。
作为其它羟基羧酸类,例如可以举出羟基安息香酸、二羟基安息香酸、羟基间苯二甲酸、羟基乙酸、2,4-二羟基苯乙酮、2-羟基十六烷酸、12-羟基硬脂酸、4-羟基邻苯二甲酸、4,4’-双(对羟苯基)戊酸、3,4-二羟基肉桂酸等。
制备本发明中使用的聚酯树脂的方法没有特别的限制,可以使用以往公知的方法。一般可以通过将作为原料的单体缩聚来制备聚酯树脂。例如,可以举出酯交换法、直接酯化法等熔融聚合法或溶液聚合法。酯交换催化剂、酯化催化剂、防醚化剂、或者用于聚合的聚合催化剂、热稳定剂、光稳定剂等各种稳定剂、聚合调节剂等也可以使用以往公知的物质。举例说明:作为酯交换催化剂可举出含有锰、钴、锌、钛、钙等金属的化合物,或者作为酯化催化剂可举出含有锰、钴、锌、钛、钙等金属的化合物,或者作为防醚化剂可举出胺化合物等。作为缩聚催化剂可举出含有锗、锑、锡、钛等金属的化合物,例如氧化锗(IV),氧化锑(III)、三苯锑、乙酸锑(III),氧化锡(II),钛(IV)酸四丁酯、钛(IV)酸四异丙酯、双(乙酰丙酮基)二异丙基钛(IV)酸酯等钛酸酯类。另外,加入作为热稳定剂的磷酸、亚磷酸和苯基膦酸等各种磷化合物均有效。此外,也可以加入光稳定剂、防静电剂、润滑剂、抗氧化剂、脱模剂等。另外,作为原料的二羧酸成分,除可以使用来自于所述二羧酸成分结构单元的二羧酸以外,还可以使用该二羧酸的二羧酸酯、二羧酸氯化物、活性酰基衍生物、二腈等二羧酸衍生物。
在本发明的减振材料中,以提高振动能的吸收为目的,使云母分散在上述聚酯树脂中。本发明中使用的云母的种类没有特别的限制,但是优选振动能的吸收效果高的鳞片状云母---白云母。
另外,为了使分散后的云母在减振材料内部容易定向,在本发明的减振材料中使用的云母为平均粒径为25-500μm的云母。
在此,减振材料中的云母的平均粒径为将减振材料煅烧后分离出云母,将云母的粒度分布用激光衍射·散射式粒度分布测量装置,测量以体积为基准的粒径频率分布,并通过各粒径范围的代表粒径和粒径频率计算出云母的粒径的平均值的值。并且,所述以体积为基准的粒径频率分布为测量在对数数值上的、在平等分割成小区间后的粒径范围内存在的粒子,在全部粒子的体积的总和中是否占有相应的体积。该平均粒径为通过粒径范围的代表粒径和粒径频率,按照式(I)计算出的粒径的平均值。并且,粒径范围的代表粒径用式(II)来定义。
[数1]
式中,q(j)表示第j个粒径范围的粒径频率(%),X(j)表示第j个粒径范围的代表粒径。
[数2]
式中,X(ja)表示第j个粒径范围的下限粒径,X(jb)表示第j个粒径范围的上限粒径。
通过使减振材料中的云母的平均粒径在25μm以上,可以使云母在减振材料内部的定向变得良好,从而提高减振性能。另外,通过使云母的平均粒径在500μm以下,考虑到混匀中云母的破碎,没有必要使用粒径更大的原料云母。该粒径大的云母,厚度也大,因此混匀后破碎的云母的长宽比(aspectratio)就会降低,振动能的吸收效果也降低,因此,降低减振性能。并且,分散粒径大的云母时,将减振材料成型后的减振器的表面性能差。
另外,减振材料中的云母的中值粒径更优选为25-500μm。在此,减振材料中的云母的中值粒径为将减振材料煅烧后分离出云母,将云母的粒度分布用激光衍射·散射式粒度分布测量装置测量时,在以体积为基准的粒径频率分布中,累积到50%时相应的粒径。通过使减振材料中的云母的中值粒径在25μm以上,减振材料内部的定向困难的小云母的大量存在,可以避免减振性能降低。另外,通过使减振材料中的云母的中值粒径在500μm以下,考虑到混匀中云母的破碎,没有必要使用粒径更大的原料云母。这样的粒径大的云母,厚度也大,因此混匀后破碎的云母的长宽比就会降低,振动能的吸收效果也降低,因此,降低减振性能。并且,分散粒径大的云母时,将减振材料成型后的减振器的表面性能也差。
另外,为了得到高的减振性能,减振材料中的云母的平均粒径优选为60-300μm,减振材料中的云母的中值粒径更优选为60-300μm。
因为减振材料中的云母的平均粒径为25-500μm,因此有必要使用平均粒径至少为25μm以上的原料云母。另外,考虑到混匀中云母的破碎,优选使用平均粒径为50μm以上的原料云母。另外,如果使用平均粒径过大的云母作为原料云母,则减振器中的云母的平均粒径达不到25-500μm,因此是不优选的。原料云母的平均粒径优选为25-1000μm,更优选为50-500μm,进一步优选为100-300μm。
另外,为了使减振材料中的云母的中值粒径为25-500μm,有必要使用中值粒径至少为25μm以上的原料云母。另外,考虑到混合中云母的破碎,优选使用中值粒径为50μm以上的原料云母。另外,如果使用中值粒径过大的云母作为原料云母,则减振器中的云母的中值粒径达不到25-500μm,因此是不优选的。原料云母的中值粒径优选为25-500μm,更优选为50-500μm,进一步优选为100-300μm。
相对于减振材料,云母的添加量优选为10-80质量%,更优选为30-70质量%。通过填充10质量%以上的云母,可以得到减振性能提高的效果;通过填充80质量%以下的云母,可以使减振材料不失去成形性,而且随着云母的含量的增加,可以提高减振性能。
本发明的减振材料中除聚酯树脂和云母外,还分散有导电性材料,可以进一步提高减振性能。
导电性材料可以使用公知的导电性材料。例如无机类可以列举出,银、铜、铜合金、镍和低熔点合金等金属粉末和金属纤维;包覆有贵金属的铜、银的微粒;氧化锡、氧化锌和氧化铟等金属氧化物的微粒或须晶;各种炭黑、碳纳米管等导电性碳粉末;聚丙烯腈(PAN)类碳纤维、沥青类碳纤维和气相生长石墨等碳纤维;有机类可以列举出,低分子表面活性剂型防静电剂;高分子类防静电剂;聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物;包覆有金属的聚合物微粒等。这些导电性材料可以单独使用或者两种以上组合使用。
这些导电性材料中,优选使用选自各种炭黑、碳纳米管等导电性碳粉末,以及PAN类碳纤维、沥青类碳纤维和气相生长石墨等碳纤维中的至少一类以上的碳材料。
另外,通过作为导电性材料至少使用导电性碳粉末,可以得到更高的减振性能,因此,特别优选使用导电性碳粉末。
导电性碳粉末的使用量没有特别的限制,但是通过使其相对于减振材料的用量为0.01-25质量%,可以得到更高的减振性能。通过使其相对于减振材料的用量在0.01质量%以上,可以通过导电性材料提高减振性能;通过使其相对于减振材料的用量在25质量%以下,可以使减振材料不失去成形性,而且随着导电性材料的含量的增加,可以提高减振性能。相对于减振材料,导电性材料的用量优选为1-20质量%,更优选为5-20质量%。
另外,聚酯树脂和导电性材料的混合比例优选调节到使体积电阻率在1.0×10+12Ω·cm以下。通过使体积电阻率在1.0×10+12Ω·cm以下,可以得到更高的减振性能。本发明中的体积电阻率用JIS K6911中记载的方法测量。
另外,在本发明使用的减振材料中,除云母外,在不影响本发明的效果的范围内,还可以添加鳞片状的无机填料和其它形状的无机填料。例如,作为鳞片状的无机填料可以举出玻璃片、绢云母、石墨、滑石、铝薄片、氮化硼、二硫化钼、石墨等,作为具有鳞片状以外的形状的填料可以举出玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙、二氧化钛、氧化锌、二氧化硅、硅酸锶、重晶石、沉淀硫酸钡、硅酸镁、硅酸铝、铁素体/铁氧体、粘土、蛭石、蒙脱石、不锈钢薄片、镍薄片、二氧化硅、硼砂、炉灰、水泥、白云石、铁粉、铅粉、铜粉等,但并不限定在这些。
本发明的减振材料以聚酯树脂和云母为主要成分,但是根据需要,在不影响本发明的效果的范围内,可以添加一种以上的添加剂,例如分散剂、增溶剂、表面活性剂、抗静电剂、润滑剂、增塑剂、阻燃剂、交联剂、抗氧化剂、抗老化剂、耐候剂、耐热剂、加工助剂、光亮剂、着色剂(颜料、染料)、发泡剂、发泡助剂等。另外,在不影响本发明的效果的范围内,还可以与其它树脂掺合或者在成型后进行表面处理等。
本发明的减振材料可以通过向聚酯树脂中混合云母,或者根据需要还可以混合导电性材料和其它添加剂而得到,只要使减振材料中的云母的平均粒径为25-500μm的混合方法,可以使用公知的方法。例如,可以举出使用热辊、捏合机、本伯里密炼机、肖氏密炼机、双轴搅拌机、挤压机等装置熔融混合的方法。此外,还可以采用使聚酯树脂在溶剂中溶解或溶胀、混入云母后干燥的方法,使各成分以细粉末状混合的方法等。即使在熔融混合的方法中,也优选使用间歇式混合装置。特别是使用捏合机、本伯里密炼机、肖氏密炼机中任意一个装置混合时,可以自由调节混合时间,因此,云母的分散状态良好,并且可以在减振材料中的云母的平均粒径到25-500μm的范围时停止混匀并排出材料,可以适当使用这些装置。混合时间因装置的大小、各材料的填充率、或者混合槽和叶片之间的间隙的大小而不同,因此没有统一规定,但是过长时间的混合会使减振材料中的云母的平均粒径变小,因此是不优选的。另外,这些混合装置中,加热混合槽、叶片、以及盖子中任意之一的同时混合时,由于聚酯树脂的熔融粘度降低,进行云母的破碎的剪切力降低,因此可以使云母不怎么破碎而分散在聚酯树脂中。加热方式可以使用蒸汽、载热体、加热器等公知的方法。尽管加热温度因聚酯树脂的组成而异,但是优选加热至树脂成为熔融状态的温度以上。但是,不能加热至树脂的热分解显著进行的温度。
另外,用间歇式混合装置混合时,如果添加蜡,材料的排出会变得容易,因此,优选添加蜡。另外,如果添加蜡,树脂的熔融粘度会降低,因此,剪切力会降低,可以使云母不怎么破碎而分散在聚酯树脂中。作为蜡,可以举出聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、用氟改性的聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氧化聚丙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚物蜡等聚烯烃蜡、有机硅蜡、高级脂肪酸酯蜡、巴西棕榈蜡、褐煤酸酯蜡等,但是对此没有限定。特别优选褐煤酸酯蜡。相对于减振材料,蜡的添加量优选为0.1-10质量%,更优选为0.1-3质量%。另外,云母、导电性材料、蜡、添加剂等的添加方法、添加顺序等没有特别的限定,可以使用一起混匀的方法,但是,混匀聚酯树脂和导电性材料后,加入蜡进行混匀,然后再加入云母进行混合的分步混匀的方法,可以使减振材料中的云母的平均粒径在25-500μm的范围,而且各个材料的分散性良好,因此该方法是优选的。
实施例
以下表示实施例,但是本发明并不限定于以下的实施例。
用以下方法评价聚酯树脂和减振材料。
(1)聚酯树脂的各结构单元的摩尔比:
[(A1+B1)/(A0+B0)]、(A1/A0)、(B2/B0)、(A2/A0)、(A3/A0)、(B3/B0)根据400MHz-1H-NMR谱测量结果的积分值的比计算。
(2)聚酯树脂的固有粘度([η]):
聚酯树脂的固有粘度([η])使用坎农-芬斯克(Cannon-Fenske)粘度计,使聚酯树脂溶解在三氯乙烷/苯酚=40/60(质量比)的混合溶剂中保持在25℃下测量。
(3)聚酯树脂降温时的结晶放热峰的热量(ΔHc):
聚酯树脂降温时的结晶放热峰的热量(ΔHc)使用岛津制作所制DSC/TA-50WS型差示扫描热量计测量。将约10mg样品放入铝制非密封容器中,在氮气气流中(30ml/分钟)、以20℃/分钟的升温速度升温到280℃,在280℃保持1分钟后,再以10℃/分钟的降温速度降温,从降温时出现的放热峰的面积求出聚酯树脂降温时的结晶放热峰的热量(ΔHc)。
(4)原料云母以及减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径:
称取约2g的减振材料于磁性坩锅中,在电热器上预煅烧。再在马弗炉上于600℃下加热4小时,使减振材料煅烧后分离出云母。将已分离的云母的粒度分布用激光衍射·散射式粒度分布测量装置(堀场制作所制LA-910)测量以体积为基准的粒径频率分布。分散剂使用水。并且,所述以体积为基准的粒径频率分布为测量在对数数值上的、在平等分割成小区间后的粒径范围内存在的粒子,在全部粒子的体积的总和中是否占有相应的体积。该平均粒径为通过粒径范围的代表粒径和粒径频率,按照式(I)求出的粒径的平均值。并且,粒径范围的代表粒径用式(II)来定义。另外,求出累积到50%时相应的粒径作为云母的中值粒径。原料云母的粒度分布是用同样的装置测量原料云母而得到。
[数3]
式中,q(j)为第j个粒径范围的粒径频率(%),X(j)为第j个粒径范围的代表粒径。
[数4]
式中,X(ja)为第j个粒径范围的下限粒径,X(jb)为第j个粒径范围的上限粒径。
(5)减振材料的体积电阻率:
通过热压机在100℃下将减振材料成型,得到厚约1mm的薄片。得到的薄片的体积电阻率用JIS K6911的方法测量。
(6)减振材料的损失系数
通过热压机将减振材料成型,得到厚约1mm的薄片。将得到的薄片切出10mm×150mm作为样片,用热压机将其热压粘接在厚1mm的基材(铝合金5052材)上或者用两液硬化型环氧类粘接剂(セメダイン株式会社制、商品名:セメダインSG-EPO、EP008)将其粘接在厚1mm的基材(铝合金5052材)上,制成非约束型减振器。将得到的非约束型减振器用损失系数测量装置(株式会社小野测器制),在测量温度范围为0-80℃的条件下,通过中心激振法,测量在500Hz反共振点时的损失系数。与在上述温度范围内得到的损失系数的最大值比较来评价减振性能。并且,损失系数越大,减振性越高。
实施例1
在具有填充塔式蒸馏塔、搅拌翼、分凝器、全凝器、冷阱、温度计、加热装置、以及氮气导入管的内容积为30升(L)的聚酯制备装置中,加入54.75摩尔的间苯二甲酸(エイ·ジイ·インタ一ナシヨナル·ケミカル株式会社制)、20.25摩尔的壬二酸(コグニス社制,商品名:EMEROX1144,EMEROX1144含有93.3摩尔%的壬二酸,二羧酸的总量为99.97%。)、150摩尔的1,3-丙二醇(シエル·ケミカルズ·ジヤパン株式会社制)、3.5g的乙酸锰四水合物(和光纯药株式会社制)(相对于全部的加入量,锰的浓度为33ppm),在常压、氮气氛围下,升温到220℃,进行酯化反应3.5小时。间苯二甲酸的反应转化率达到90摩尔%以上后加入12.2g的钛(IV)酸四丁酯单体(和光纯药株式会社制)(相对于初始缩合反应产物的总重,二氧化钛的浓度为79ppm),缓缓升温并减压,然后将1,3-丙二醇抽出到体系外,最后,在250-260℃、0.3kPa以下进行缩聚反应。反应混合物的粘度缓缓上升,达到适当的熔融粘度时终止反应,得到聚酯树脂(A),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=1.0;(A1/A0)=1.0;(A2/A0)=1.0;(A3/A0)=0.73;(B2/B0)=1.0;(B3/B0)=1.0;[η]=0.68(dL/g);ΔHc=0(J/g)}。
将36质量份的得到的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクインタ一ナシヨナル株式会社制,商品名:ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(山口云母株式会社制,商品名:B-82,原料云母的平均粒径:114μm,中值粒径:94μm)一起加到60cm3的捏合机中,于130℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为3.8×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例2
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于150℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为1.1×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例3
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为4.1×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例4
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到3L的捏合机中,于200℃下混匀15分钟后,追加60质量份的云母鳞片(B-82),于200℃下进一步混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为7.0×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例5
除将75摩尔的间苯二甲酸作为二羧酸成分结构单元的原料,将150摩尔的2-甲基-1,3-丙二醇(大连化学工业公司制)作为二醇成分结构单元的原料使用外,用与实施例1相同的方法得到聚酯树脂(B),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=1.0;(A1/A0)=1.0;(A2/A0)=1.0;(A3/A0)=1.0;(B2/B0)=1.0;(B3/B0)=1.0;[η]=0.68(dL/g);ΔHc=0(J/g)}。
将36质量份的得到的聚酯树脂(B)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到3L的捏合机中,于200℃下混匀10分钟后,追加6质量份的聚乙烯蜡(クラリアントジヤパン株式会社制,商品名:リコワツクスPE520),于200℃下混匀1分钟。并且,追加60质量份的云母鳞片(B-82),于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为5.5×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例6
除将50.25摩尔的间苯二甲酸(エイ·ジイ·インタ一ナシヨナル·ケミカル株式会社制)、24.75摩尔的壬二酸(コグニス社制,商品名:EMEROX1144)作为二羧酸成分结构单元的原料、将150摩尔的2-甲基-1,3-丙二醇(大连化学工业株式会社制)作为二醇成分结构单元的原料使用之外,用与实施例1相同的方法得到聚酯树脂(C),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=1.0;(A1/A0)=1.0;(A2/A0)=1.0;(A3/A0)=0.67;(B2/B0)=1.0;(B3/B0)=1.0;[η]=0.61(dL/g);ΔHc=0(J/g)}。
将36质量份的得到的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟后得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为3.1×10+5Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例7
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到3L的捏合机中,于200℃下混匀10分钟后,追加60质量份的云母鳞片(B-82),于200℃下进一步混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为2.1×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例8
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)、1质量份的褐煤酸酯蜡(クラリアントジヤパン株式会社制,商品名:リコワツクスE)一起加到60cm3的捏合机中,于120℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为1.7×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例9
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)、1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE)一起加到60cm3的捏合机中,于150℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为6.7×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例10
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)、1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为3.7×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例11
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到3L的捏合机中,于160℃下混匀5分钟后,追加1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE),于160℃下进一步混匀5分钟,接着追加60质量份的云母鳞片(B-82),于160℃下混合13分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为1.2×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第1表所示。
实施例12
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到75L的捏合机中,于160℃下混匀4分钟后,追加1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE),于160℃下进一步混匀1分钟,接着追加60质量份的云母鳞片(B-82),于160℃下混匀13分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为3.1×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
实施例13
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到3L的捏合机中,于200℃下混匀5分钟后,追加1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE),于200℃下进一步混匀5分钟,接着追加60质量份的云母鳞片(山口云母株式会社制,商品名:CS-060DC,原料云母的平均粒径:206μm,中值粒径:176μm),于200℃下混匀13分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为1.8×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
实施例14
将36质量份的聚酯树脂(C)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)加到75L的捏合机中,于160℃下混匀4分钟后,追加1质量份的褐煤酸酯蜡(リコワツクスE),于160℃下进一步混匀1分钟,接着追加60质量份的云母鳞片(CS-060DC),于160℃下混匀13分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为3.1×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
实施例15
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(山口云母株式会社制,商品名:A-41,原料云母的平均粒径:47μm,中值粒径:52μm)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为2.7×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
实施例16
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、30质量份的云母鳞片(A-41)、30质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为2.1×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
实施例17
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、30质量份的云母鳞片(山口云母株式会社制,商品名:A-21,原料云母的平均粒径:20μm,中值粒径:25μm)、30质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为2.0×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
比较例1
将36质量份的聚酯树脂(A)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(A-21)一起加到60cm3的捏合机中,于200℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为4.5×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
比较例2
除将间苯二甲酸(水岛アロマ株式会社制)作为二羧酸成分结构单元的原料,将乙二醇(日曹丸善ケミカル社制,フアイバ一グレ一ド)作为二醇成分结构单元的原料使用之外,用与实施例1相同的方法得到聚酯树脂(D),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=0;(A1/A0)=0;(A2/A0)=0;(A3/A0)=0;(B2/B0)=0;(B3/B0)=0;[η]=0.85(dL/g);ΔHc=38(J/g)}。将36质量份的得到的聚酯树脂(D)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于250℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为6.7×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
比较例3
由作为二羧酸成分结构单元的原料的间苯二甲酸、作为二醇成分结构单元的原料的乙二醇/1,4-环己烷二甲醇的混合物形成聚酯树脂PETG(イ一ストマンケミカル社制,商品名:EASTER6763),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=0;(A1/A0)=0;(A2/A0)=0;(A3/A0)=0;(B2/B0)=0;(B3/B0)=0;[η]=0.75(dL/g);ΔHc=0(J/g)}。将36质量份的聚酯树脂PETG与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于250℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为6.5×10+6Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
比较例4
除将间苯二甲酸(水岛アロマ株式会社制)/癸二酸(豊国制油株式会社制)的混合物作为二羧酸成分结构单元的原料,将乙二醇(日曹丸善ケミカル社制,フアイバ一グレ一ド)作为二醇成分结构单元的原料使用之外,用与实施例1相同的方法得到聚酯树脂(E),其中,{[(A1+B1)/(A0+B0)]=0;(A1/A0)=0;(A2/A0)=0;(A3/A0)=0;(B2/B0)=0;(B3/B0)=0;[η]=0.35(dL/g);ΔHc=0(J/g)}。将36质量份的得到的聚酯树脂(E)与4质量份的导电性碳粉末(ケツチエンブラツクEC)、60质量份的云母鳞片(B-82)一起加到60cm3的捏合机中,于150℃下混匀15分钟得到减振材料。得到的减振材料的体积电阻率为5.1×10+7Ω·cm。减振材料中的云母的平均粒径、中值粒径以及损失系数如第2表所示。
第1表
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | |
聚酯树脂 | A | A | A | A | B | C | C | C | C | C | C |
(A1+B1)/(A0+B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
(A1/A0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
(A2/A0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
(A3/A0) | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 1.0 | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 0.67 |
(B2/B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
(B3/B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
[η](dL/g) | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.61 | 0.61 | 0.61 | 0.61 | 0.61 | 0.61 |
ΔHc(J/g) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
减振材料组成(质量份) | |||||||||||
聚酯树脂 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 |
云母(B-82) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
导电性碳粉末 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
聚乙烯蜡 | 6 | ||||||||||
褐煤酸酯蜡 | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||||
混匀方法 | 一起 | 一起 | 一起 | 分步 | 分步 | 一起 | 分步 | 一起 | 一起 | 一起 | 分步 |
温度(℃) | 130 | 150 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 120 | 150 | 200 | 160 |
时间(分) | 15 | 15 | 15 | 15/15 | 10/1/15 | 15 | 10/15 | 15 | 15 | 15 | 5/5/13 |
减振材料物性 | |||||||||||
云母平均粒径(μm) | 49 | 57 | 60 | 72 | 88 | 57 | 101 | 74 | 77 | 76 | 101 |
云母中值粒径(μm) | 31 | 44 | 44 | 52 | 70 | 43 | 80 | 54 | 57 | 59 | 78 |
体积电阻率(Ω·cm) | 3.8×106 | 1.1×106 | 4.1×106 | 7.0×106 | 5.0×106 | 3.1×105 | 2.1×106 | 1.7×107 | 6.7×106 | 3.7×107 | 1.2×107 |
损失系数 | 0.24 | 0.25 | 0.26 | 0.26 | 0.25 | 0.24 | 0.27 | 0.25 | 0.24 | 0.25 | 0.26 |
第2表
实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | |
聚酯树脂 | C | C | C | A | A | A | A | D | PETG | E |
(A1+B1)/(A0+B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 |
(A1/A0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 |
(A2/A0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 |
(A3/A0) | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 0.73 | 0 | 0 | 0 |
(B2/B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 |
(B3/B0) | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0 | 0 | 0 |
[η](dL/g) | 0.61 | 0.61 | 0.61 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.68 | 0.85 | 0.75 | 0.35 |
ΔHc(J/g) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 38 | 0 | 0 |
减振材料组成(质量份) | ||||||||||
聚酯树脂 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 |
云母(B-82) | 60 | 30 | 30 | 60 | 60 | 60 | ||||
云母(CS-060C) | 60 | 60 | ||||||||
云母(A-41) | 60 | 30 | ||||||||
云母(A-21) | 30 | 60 | ||||||||
导电性碳粉末 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
聚乙烯蜡 | ||||||||||
褐煤酸酯蜡 | 1 | 1 | 1 | |||||||
混匀方法 | 分步 | 分步 | 分步 | 一起 | 一起 | 一起 | 一起 | 一起 | 一起 | 一起 |
温度(℃) | 160 | 200 | 160 | 200 | 200 | 200 | 200 | 250 | 250 | 150 |
时间(分) | 4/5/13 | 5/5/13 | 4/1/13 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
减振材料物性 | ||||||||||
云母平均粒径(μm) | 98 | 98 | 111 | 31 | 40 | 40 | 16 | 48 | 49 | 48 |
云母中值粒径(μm) | 78 | 84 | 97 | 27 | 30 | 24 | 13 | 32 | 37 | 34 |
体积电阻率(Ω·cm) | 3.1×107 | 1.8×107 | 3.1×107 | 2.7×106 | 2.1×106 | 2.0×106 | 4.5×106 | 6.7×106 | 6.5×106 | 5.1×106 |
损失系数 | 0.27 | 0.26 | 0.28 | 0.24 | 0.25 | 0.21 | 0.19 | 0.02 | 0.05 | 0.13 |
如第1表和第2表所示,比比较例1的云母的平均粒径大的实施例1-17的减振材料的损失系数高,并表现出了良好的减振性能。另外,即使云母的平均粒径相当,与(A1+B1)/(A0+B0)小于0.5的比较例2-4相比,本发明的实施例的减振材料的损失系数高并且减振性能优异。而且,即使在实施例中,在分步混匀、使用褐煤酸酯蜡、云母的平均粒径和中值粒径大的实施例中,损失系数也特别高。
工业实用性
根据本发明的减振材料及其制备方法,在使云母分散在由二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元形成的聚酯树脂中的减振材料中,通过将该聚酯树脂特定化的同时,将实际上填充到减振材料中的云母的平均粒径特定化,可以得到轻质、具有良好的减振性能的材料,通过间歇式混合装置可以容易地制备该材料。
另外,本发明的减振材料可以用注射成型、挤压成型、加压成型等已知的方法成型,可以成型或加工成注射成型品、薄片、薄膜、纤维、容器、发泡体、粘接剂、涂料、约束型减振器、非约束型减振器等,作为在个人电脑、OA仪器、AV仪器、手机等电气·电子仪器、建筑仪器、光学仪器、精密仪器、玩具、鞋、运动用品、家庭·办公电器中,进一步作为在车辆、铁道、汽车、飞机、船舶、土木建筑物等中适用的通用的减振器,可以适当地使用。
Claims (26)
1、一种减振材料,该减振材料为使云母分散在由二羧酸成分结构单元和二醇成分结构单元形成的聚酯树脂中的减振材料,其特征在于,(1)相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0)和全部的二醇成分结构单元数(B0)的总量,主链中的碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元数(A1)和主链中的碳原子数为奇数的二醇成分结构单元数(B1)的总量的比率[(A1+B1)/(A0+B0)]为0.5-1的范围,以及(2)减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为25-500μm。
3、根据权利要求1所述的减振材料,其中聚酯树脂:(A)在三氯乙烷/苯酚的质量比为40/60的混合溶剂中于25℃下测量的固有粘度为0.2-2.0dL/g,以及,(B)用差示扫描热量计测得的降温时的结晶放热峰的热量为5J/g以下。
4、根据权利要求2所述的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于通式(1)表示的二醇的结构单元数(B2)的比率(B2/B0)为0.7-1的范围。
5、根据权利要求2所述的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于选自由间苯二甲酸、丙二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、十一碳烷二羧酸、1,11-十一烷二羧酸、以及1,3-环己烷二羧酸组成的组中的二羧酸的结构单元数(A2)的比率(A2/A0)为0.5-1的范围。
6、根据权利要求5所述的减振材料,其中(A2/A0)为0.7-1的范围。
7、根据权利要求5所述的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二羧酸成分结构单元数(A0),来自于间苯二甲酸的结构单元数(A3)的比率(A3/A0)为0.5-1的范围。
8、根据权利要求2所述的减振材料,其中相对于聚酯树脂中全部的二醇成分结构单元数(B0),来自于选自由1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、以及新戊二醇组成的组中的二醇的结构单元数(B3)的比率(B3/B0)为0.5-1的范围。
9、根据权利要求8所述的减振材料,其中(B3/B0)为0.7-1的范围。
10、根据权利要求1所述的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二醇成分结构单元为来自于选自由1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、以及新戊二醇组成的组中的至少一种的二醇的结构单元。
11、根据权利要求1所述的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元为来自于间苯二甲酸和壬二酸的结构单元。
12、根据权利要求11所述的减振材料,其中主链中碳原子数为奇数的二羧酸成分结构单元为来自于间苯二甲酸的结构单元。
13、根据权利要求1所述的减振材料,其中减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的中值粒径为25-500μm。
14、根据权利要求13所述的减振材料,其中减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的平均粒径为60-300μm。
15、根据权利要求14所述的减振材料,其中减振材料中通过以体积为基准的粒径频率分布计算出的云母的中值粒径为60-300μm。
16、根据权利要求1所述的减振材料,其中减振材料还含有导电性材料。
17、根据权利要求16所述的减振材料,其中导电性材料为碳材料。
18、根据权利要求16所述的减振材料,其中导电性材料为导电性碳粉末。
19、根据权利要求16所述的减振材料,其中导电性材料的含量为0.01-25质量%。
20、根据权利要求16所述的减振材料,其中体积电阻率为1.0×10+12Ω·cm以下。
21、根据权利要求1所述的减振材料,其中云母的含量为10-80质量%。
22、一种减振器,该减振器是通过将权利要求1至21中任意一项所述的减振材料成型而得到的。
23、一种权利要求1至21中任意一项所述的减振材料的制备方法,其特征在于,该方法包括用间歇式混合装置来混合云母。
24、根据权利要求23所述的减振材料的制备方法,其中,该方法包括在混合云母时加入蜡。
25、根据权利要求24所述的减振材料的制备方法,其中,蜡为褐煤酸酯蜡。
26、根据权利要求24所述的减振材料的制备方法,其中,该方法包括将聚酯树脂和导电性材料混合后,加入蜡进行混合,然后再加入云母进行混合。
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