CN101649073A - 一种具有阻尼性能的橡胶材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有阻尼性能的橡胶材料，其特征在于各组份的质量份：杜仲树胶10～50份，胶料添加剂1为10～90份，胶料添加剂2为10～90份，含硫促进剂为1～4份，氧化锌为1～5份，硬脂酸为1～5份，压电添加剂为5～50份，硫磺1～5份；所述的胶料添加剂1为天然橡胶、氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶和乙丙橡胶中的一种或2种；所述的胶料添加剂2为聚丙烯酸酯、聚氨酯和聚氯乙烯中的一种或2种。该胶料的最大特点是阻尼性能高，耐磨性好，耐疲劳性能优异，综合力学性能良好，是发展机械减震、降噪的理想胶料。

Description

一种具有阻尼性能的橡胶材料

技术领域

本发明涉及一种具有阻尼性能的橡胶材料，是以天然高分子物质杜仲树胶为特征原料，采用共混硫化技术方法制备高性能阻尼用胶料。

背景技术

高性能阻尼材料，即具有宽温域高阻尼值、耐疲劳、高耐磨且综合力学性能良好的材料，是目前国际上阻尼材料研究的热点。研究的目的是为了减小机械振动，降低噪音。解决这一问题的关键措施之一就是通过新型橡胶的合成和加工来研制能够满足高性能阻尼要求的材料。目前国内研究较多的有氯化丁基橡胶，聚氨酯，聚丙烯酸酯类物质，但上述胶料普遍存在耐磨性、耐疲劳、且综合力学性能较差等问题，目前尚缺乏适用于高性能阻尼的橡胶材料，因此开发能够具有高性能阻尼的橡胶材料成为我国橡胶工业的紧迫任务。

杜仲胶是一种天然高分子物质，其化学组成与天然橡胶一样，耐寒性，耐疲劳性，耐磨性能，绝缘性都很好，以我国富产的天然杜仲胶作原料进行改性，以改性“杜仲胶”为基础材料制备出具有接近理想弹性体的天然有机聚合物材料，噪声频率在50～500kHz时，吸声系数达到80％，消声减噪效果明显。近年来，我国杜仲树种植面积占全球总量的90％以上，几乎包括了我国西北、西南、华南、华北的十余省广大地区，如果能够大力开发此类天然树胶，将为我国国防工业、航空航天工业的发展做出巨大贡献。且该胶料最大的特点是阻尼性能好，耐磨性好，但作为制备高性能的阻尼胶料，还须解决与氯化丁基橡胶、天然橡胶，聚氯乙烯等共混硫化等技术问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有阻尼性能的橡胶材料，以杜仲胶与天然橡胶、氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等共混硫化，通过改变配方中杜仲胶与胶料添加剂1、胶料添加剂2的配比，获得高性能阻尼材料。

技术方案

一种用于橡胶添加的阻尼材料，其特征在于各组份的质量份：杜仲树胶10～50份，胶料添加剂1为10～90份，胶料添加剂2为10～90份，含硫促进剂为1～4份，氧化锌为1～5份，硬脂酸为1～5份，压电添加剂为5～50份，硫磺1～5份；所述的胶料添加剂1为天然橡胶、氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶和乙丙橡胶中的一种或2种；所述的胶料添加剂2为聚丙烯酸酯、聚氨酯和聚氯乙烯中的一种或2种。

所述的含硫促进剂为二硫化二苯并噻唑DM、四甲基二硫代秋兰姆TMTD、2-硫醇基苯并噻唑MBT和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ中的一种或2种。

所述的压电添加剂为为石墨，陶瓷和炭黑中的一种或2种。

一种制备具有阻尼性能的橡胶材料的方法，其特征在于制备步骤如下：

步骤1：按照上述的各组分配比将各原料在普通橡胶加工用双辊机上于40-80℃下共混；

步骤2：将步骤1混好的材料在平板硫化机上加热得到阻尼材料，硫化的温度为140～170℃，硫化的压力为100～150MPa。

有益效果

本发明的一种具有阻尼性能的橡胶材料，杜仲胶优异的常温结晶性能使之具有很高的定身应力和机械强度，同时用于其分子主链具有与天然橡胶相类似的双键结构特征，可与硫磺进行硫化反应制成橡胶弹性体。杜仲胶与天然橡胶、氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯等共混硫化，通过改变配方中杜仲胶与胶料添加剂1、胶料添加剂2的配比，可获得高阻尼胶料，该胶料的最大特点是阻尼性能高，耐磨性好，耐疲劳性能优异，综合力学性能良好，是发展机械减震、降噪的理想胶料。

杜仲胶功能材料的开发不仅可以改变我国天然橡胶长期进口的局面，还可以为我国提供新的来源充足的后备胶种，并且还将改变国际天然橡胶资源分布的格局。

具体实施方式

现结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1的配比质量份为：

杜仲树胶10份，胶料添加剂1为天然橡胶10份，胶料添加剂2为聚丙烯酸酯10份，含硫促进剂为四甲基二硫代秋兰姆TMTD 1.5份，氧化锌1份，硬脂酸1份，炭黑10份，硫磺1份。

制备步骤如下：

步骤1：按照上述各组分配比将各原料在普通橡胶加工用双辊机上于50℃下共混；

步骤2：将步骤1混好的材料在平板硫化机上加热得到阻尼材料，硫化的温度为150℃，硫化的压力为110MPa。

本实施例的性能指标：

抗拉强度(MPa)                ≥12

断裂伸长率(％)               ≥450

残余变形(％)                 ≥20

动态拉伸疲劳(min)            ＞120

磨耗(mg/min)                 ＜8

阻尼因子(tanδ)              ≥0.15

阻尼温域                     -60～80℃

实施例2的配比质量份为：

杜仲树胶50份，胶料添加剂1为丁腈橡胶90份，胶料添加剂2为聚氯乙烯90份，含硫促进剂为二硫化二苯并噻唑DM 4份，氧化锌5份，硬脂酸5份，石墨50份，硫磺5份。

制备步骤如下：

步骤1：按照上述各组分配比将各原料在普通橡胶加工用双辊机上于70℃下共混；

步骤2：将步骤1混好的材料在平板硫化机上加热得到阻尼材料，硫化的温度为150℃，硫化的压力为140MPa。

本实施例的性能指标：

抗拉强度(MPa)                ≥10

断裂伸长率(％)               ≥500

残余变形(％)                 ≥18

动态拉伸疲劳(min)            ≥140

磨耗(mg/min)                 ＜8

阻尼因子(tanδ)              ≥0.15

阻尼温域                     -60～70℃

实施例3的配比质量份为：

杜仲树胶20份，胶料添加剂1为氯化丁基橡胶20份，胶料添加剂2为聚氨酯30份，含硫促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ1.5份，氧化锌3份，硬脂酸4份，陶瓷：40份，硫磺3份。

制备步骤如下：

步骤1：按照上述各组分配比将各原料在普通橡胶加工用双辊机上于60℃下共混；步骤2：将步骤1混好的材料在平板硫化机上加热得到阻尼材料，硫化的温度为180℃，硫化的压力为120MPa。

本实施例的性能指标：

抗拉强度(MPa)                 ≥12

断裂伸长率(％)                ≥500

残余变形(％)                  ≥14

动态拉伸疲劳(min)             ≥150

磨耗(mg/min)                  ＜8

阻尼因子(tanδ)               ≥0.15

阻尼温域                      -50～60℃。

Claims (3)

1.一种具有阻尼性能的橡胶材料，其特征在于各组份的质量份为：杜仲树胶10～50份，胶料添加剂1∶10～90份，胶料添加剂2∶10～90，含硫促进剂1～4份，氧化锌1～5份，硬脂酸1～5份，压电添加剂石墨5～50份，硫磺1～5份；所述的胶料添加剂1为天然橡胶、氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶和乙丙橡胶中的一种或2种；所述的胶料添加剂2为聚丙烯酸酯、聚氨酯和聚氯乙烯中的一种或2种；制备步骤如下：

步骤1：按照权利要求1种的各组分配比将各原料在普通橡胶加工用双辊机上于40-80℃下共混；

步骤2：将步骤1混好的材料在平板硫化机上加热得到阻尼材料，硫化的温度为140～170℃，硫化的压力为100～150MPa。

2.根据权利要求1所述的具有阻尼性能的橡胶材料，其特征在于：所述的含硫促进剂为二硫化二苯并噻唑DM、四甲基二硫代秋兰姆TMTD、2-硫醇基苯并噻唑MBT和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺CZ中的一种或2种。

3.根据权利要求1所述的具有阻尼性能的橡胶材料，其特征在于：所述的压电添加剂为为石墨，陶瓷和炭黑中的一种或2种。