CN104098810A - 一种组合物及其在制备阻尼材料中的应用和一种阻尼材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合物及其应用，该组合物含有丁苯橡胶和炭黑，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述炭黑的含量为10-50重量份，以丁苯橡胶的总量为基准，由苯乙烯形成的单体单元的含量为35-50重量%；丁苯橡胶中，嵌段苯乙烯链段的含量10重量%以下。本发明还提供了一种阻尼材料及其制备方法，该阻尼材料是将本发明的组合物硫化而得到的。本发明的阻尼材料的阻尼温域处于5-65℃的范围之内，能够在室温下使用。本发明的阻尼材料还具有高的力学强度，能够满足高性能阻尼材料的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种适于制备阻尼材料的组合物，本发明还涉及该组合物在制备阻尼材料中的应用，本发明进一步涉及一种阻尼材料及其制备方法。
背景技术
随着社会经济技术的发展，机械设备趋于向高速、高载荷的方向发展，由此引起的振动和噪声问题也越来越突出。振动和噪声限制了机械设备性能的提高，严重影响机械设备运行的稳定性和可靠性，并且振动和噪音还会污染环境，危害人们的身心健康。因此，减振降噪，改善人机工作环境是一个亟待解决的问题。
阻尼技术是控制结构共振和噪声最有效的方法之一。聚合物阻尼材料具有性能优异，性价比高，易于进行分子设计和成型加工的特点。
聚合物的微观分子结构，如主链的饱和程度、极性、侧链的长度及侧链的含量，对聚合物的分子运动具有显著的影响，从而影响聚合物材料的阻尼性能。因此，通过对聚合物的分子结构进行选择可以实现对阻尼材料的阻尼值和有效阻尼功能区温位进行调控。
CN102558465A公开了一种以有机锂为引发剂，分步加入单体和结构调节剂，在基本聚合完成后加入偶联剂来制备丁苯橡胶的方法，由该方法制备的橡胶，损耗因子tanδ≥0.3的温度范围约为-45℃至0℃。
王沛等（材料工程，2009，S1：192-195）采用乙氧基乙基吗啉制备了具有高乙烯基含量的丁苯橡胶阻尼材料，其损耗因子可达0.9。但是，该橡胶分子中苯乙烯嵌段含量较高，材料弹性较差。
王雪等（弹性体，2009，6：35-37）采用溶液共凝聚法制备SSBR/IIR 阻尼材料，该材料的最大损耗因子可达0.8以上。但是，该材料的高阻尼值的有效功能区主要集中在低温区域，室温以上的阻尼值偏低。
另外，在阻尼材料的制备过程中，填料也对聚合物材料的阻尼特性具有影响。
K.Watanabe等（Watanabe K,Takeuchi K,Suzuki Y,et al.,Rubber Composition for Rubber Vibration Insulator[P].JPN:JP11228762,1999-08-24）采用炭黑和改性蒙脱土填充EPDM制备一种能用于橡胶隔震装置的减震胶料，减震效果很好。
Liu等（Liu D W,Du X C,Meng Y Z.,Preparation of NBR/Expanded Graphite Nanocomposites by Simple Mixing[J].Polymer&Polymer Composites,2005,13(8):815-821）用5份膨胀石墨等量替代炭黑填充NBR，可使硫化胶具有较高的储能模量和较宽范围的阻尼峰。
然而，单纯地通过填料的选择或者改性很难实现对阻尼材料的阻尼温域进行调控，导致材料的使用范围受到很大的局限；另一方面，单独使用具有阻尼功能的填料往往会降低橡胶材料的力学强度，很难满足高性能阻尼材料的要求。
因此，亟需一种不仅具有好的力学强度，而且在接近室温的温度下具有优异的阻尼性能的材料。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足提供一种阻尼材料，该阻尼材料不仅具有好的力学强度，而且在接近室温的温度下具有优异的阻尼性能。
本发明的发明人在研究过程中发现，采用高苯乙烯含量且低苯乙烯嵌段含量的丁苯橡胶，同时采用炭黑作为填料，由此形成的阻尼材料不仅具有高的力学强度，而且在接近室温的温度下具有良好的阻尼性能。由此完成了本 发明。
本发明的第一方面提供了一种组合物，该组合物含有丁苯橡胶和炭黑，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述炭黑的含量为10-50重量份；
以所述丁苯橡胶的总量为基准，由苯乙烯形成的单体单元的含量为35-50重量%；所述丁苯橡胶中，嵌段苯乙烯链段的含量10重量%以下，所述嵌段苯乙烯链段是指链段中的单体单元由苯乙烯形成，且该链段的单体单元数为4以上。
本发明的第二方面提供了根据本发明的组合物在制备阻尼材料中的应用。
本发明的第三方面提供了一种阻尼材料，该阻尼材料是将根据本发明的组合物硫化而得到的。
本发明的第四方面提供了一种制备阻尼材料的方法，该方法包括将本发明的组合物中的各组分与硫化剂混合，并将得到的混合物进行硫化。
采用本发明的组合物进行硫化而得到的阻尼材料，损耗因子（即，tanδ）大于0.3的温度范围处于5-65℃的范围之内，其中，tanδ＞0.3的最小温度值处于5-15℃的范围之内，tanδ＞0.3的最高温度值处于45-65℃的范围之内。因而本发明的阻尼材料在室温显示出良好的阻尼性能。
并且，根据本发明的阻尼材料还具有高的力学强度，断裂拉伸强度达到15MPa以上，一般能够达到17-23MPa，同时还具有较高的弹性和硬度，能够满足高性能阻尼材料的要求。
具体实施方式
本发明的第一方面提供了一种组合物，该组合物含有丁苯橡胶和炭黑。
根据本发明的组合物，以所述丁苯橡胶的总量为基准，由苯乙烯形成的单体单元的含量为35-50重量%，优选为40-45重量%，由丁二烯形成的单 体单元的含量为50-65重量%，优选为55-60重量%。
所述丁苯橡胶中，作为侧基的乙烯基的含量一般为30-70重量%，优选为40-60重量%，进一步优选为45-55重量%。作为侧基的乙烯基一般来源于丁二烯通过1,2-聚合方式形成的单体单元中的乙烯基。
所述丁苯橡胶中，嵌段苯乙烯链段的含量10重量%以下，例如可以为0.1-10重量%。优选地，所述嵌段苯乙烯链段的含量为8重量%以下。更优选地，所述嵌段苯乙烯链段的含量为7重量%以下。本发明中，嵌段苯乙烯链段是指链段中的单体单元由苯乙烯形成，且该链段的单体单元数为4以上。
根据本发明的组合物，所述丁苯橡胶的分子量可以为丁苯橡胶通常具有的分子量。一般地，所述丁苯橡胶的数均分子量（Mn）可以为50000-1000000。从进一步提高制备的阻尼材料的阻尼性能的角度出发，所述丁苯橡胶的数均分子量优选为70000-500000。所述丁苯橡胶的分子量分布指数（Mw/Mn）可以为1-3，优选为1-1.5。所述数均分子量和分子量分布指数是通过凝胶渗透色谱法（即，GPC），以单分散聚苯乙烯作为标准物测定的。
根据本发明的组合物，所述炭黑可以为常用的各种来源的炭黑。优选地，所述炭黑的比表面积为20-150m2/g。从进一步提高由本发明的组合物制备的阻尼材料的阻尼性能和弹性（扯断伸长率能够达到300%以上）的角度出发，所述炭黑的比表面积为40-130m2/g。本发明中，所述比表面积是采用氮气吸附（BET）法测定的。相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述炭黑的含量为10-50重量份，优选为20-45量份。
根据本发明的组合物优选还含有至少一种改性剂，所述改性剂选自石墨和中空玻璃微珠。这样能够进一步提高由本发明的组合物制备的阻尼材料的阻尼性能，同时还使得由本发明的组合物制备的阻尼材料具有更好的弹性，扯断伸长率能够达到300%以上。
所述石墨可以为常用的各种石墨，所述中空玻璃微珠可以为常见的各种 来源的空心玻璃球体。所述石墨和中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸（以体积计）可以为常规选择。一般地，所述中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸可以为10-150微米。在确保制备的阻尼材料具有较高的力学强度的前提下，从进一步提高阻尼性能的角度出发，所述中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸优选为30-125微米。所述石墨的平均颗粒尺寸可以为10-200微米。在确保制备的阻尼材料具有较高的力学强度的前提下，从进一步提高阻尼性能的角度出发，所述石墨的平均颗粒尺寸优选为45-150微米。所述平均颗粒尺寸是采用激光粒度仪测定的。
所述改性剂的含量可以根据具体应用场合进行适当的选择，以由该组合物制备的阻尼材料的性能能够满足使用要求为准。一般地，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述改性剂的总量可以为5-25重量份，优选为10-20重量份。
从进一步提高由本发明的组合物制备的阻尼材料的阻尼性能和弹性的角度出发，所述改性剂优选为石墨和中空玻璃微珠。在所述改性剂为石墨和中空玻璃微珠时，石墨与中空玻璃微珠之间的相对比例没有特别限定。一般地，石墨与中空玻璃微珠之间的重量比可以为1：0.1-2，优选为1：0.5-1.5。
根据本发明的组合物，根据需要还可以含有各种助剂，以改善由该组合物制备的产品的性能和/或赋予由该组合物制备的产品新的性能。例如，根据本发明的组合物还可以含有至少一种防老剂，以提高由本发明的组合物制备的产品的抗老化性能。
本发明对于所述防老剂的种类和用量没有特别限定，可以为常规选择。具体地，所述防老剂可以选自2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体（即，防老剂RD）、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉（即，防老剂AW）、N-苯基-α-苯胺（即，防老剂A）、N-苯基-β-萘胺（即，防老剂D）、N-苯基-N’-环己基对苯二胺（即，防老剂4010）和N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二 胺（即，防老剂4020）。一般地，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述防老剂的总量可以为1-3重量份。
将本发明的组合物用硫化剂进行硫化后制成的材料具有良好的阻尼性能，特别适于作为阻尼材料使用。
由此，本发明的第二方面提供了根据本发明的组合物在制备阻尼材料中的应用。
本发明的第三方面提供了一种阻尼材料，该阻尼材料是将本发明的组合物硫化而得到的。
根据本发明的阻尼材料使用本发明的组合物制备而成，不仅具有良好的阻尼性能，而且还具有高的力学性能。所述组合物的组成在前文已经进行了详细的描述，在此不再赘述。
根据本发明的阻尼材料的损耗因子的最大值能够为高于0.87，优选情况下能够达到0.9以上，例如可以为0.92-0.99。根据本发明的阻尼材料，损耗因子大于0.3的温度范围宽，一般处于5-65℃的范围之内。具体地，根据本发明的阻尼材料，tanδ＞0.3的最小温度值处于5-15℃的范围之内，tanδ＞0.3的最高温度值处于45-65℃的范围之内。因此，根据本发明的阻尼材料在室温下具有良好的阻尼性能。所述损耗因子是采用动态热机械分析（DMA）方法测定的。
根据本发明的阻尼材料具有较高的力学强度，其断裂拉伸强度能够达到15MPa以上，一般可以为17-23MPa。同时，根据本发明的阻尼材料还具有较高的弹性和硬度，其中，扯断伸长率能够达到250%以上（如250%至390%），优选条件下能够达到300%以上；邵氏硬度A能够达到65度以上，一般为65-80度。所述断裂拉伸强度和扯断伸长率是采用GB/T528-1998中规定的方法测定的，所述邵氏硬度A是采用GB/T531.1-2008中规定的方法测定的。
本发明的第四方面提供了一种制备阻尼材料的方法，该方法包括将本发明的组合物中的各组分与硫化剂混合，并将得到的混合物进行硫化。
本发明是通过使用本发明的组合物来提高阻尼材料的力学强度和阻尼性能的，对于用硫化剂对该组合物进行硫化的条件没有特别限定，可以为本领域的常规选择。
一般地，所述硫化剂可以为常用的各种能够使丁苯橡胶发生交联反应，形成立体网状结构的物质。具体地，所述硫化剂可以选自硫磺、硒、碲、过氧化苯甲酰、氨基甲酸乙酯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷。
所述硫化剂的用量以能够使得所述组合物形成具有一定强度的成型体为准，可以根据本领域的常规知识进行适当的选择。一般地，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述硫化剂的用量可以为0.5-4重量份，优选为1-2.5重量份。
根据本发明的方法，所述混合可以在至少一种硫化促进剂的存在下进行，以促进硫化，从而缩短硫化时间，降低硫化温度并减少硫化剂用量。所述硫化促进剂可以为常用的能够实现上述功能的物质。一般地，所述硫化促进剂可以选自氧化锌、氧化镁、硬脂酸、二苯胍（即，促进剂D）、二硫化四甲基秋兰姆（即，促进剂TT）、二硫化双(硫羰基二甲胺)、N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、N,N’-四甲基二硫双硫羰胺（即，促进剂TMTD）、2-硫醇基苯并噻唑（即，促进剂M）、亚乙基硫脲（即，促进剂NA-22）和N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺（即，促进剂CZ）。所述硫化促进剂可以为本领域的常规选择。一般地，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述硫化促进剂的用量可以为1-4重量份。
根据本发明的方法，在所述硫化促进剂为除氧化锌外的硫化促进剂时，所述混合还可以在至少一种硫化活化剂的存在下进行，以进一步缩短硫化的时间和/或减少硫化促进剂的用量。所述硫化活性剂可以为本领域常用的能够 实现上述功能的物质。具体地，所述硫化活化剂可以选自氧化锌和硬脂酸。所述硫化活化剂的用量可以为本领域的常规选择。一般地，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述硫化活化剂的用量可以为2-4重量份。
根据本发明的方法，所述混合物可以采用本领域的常规方法制备得到。例如，可以将本发明的组合物中的各组分、硫化剂以及任选的硫化促进剂和任选的硫化活化剂在开炼机中进行混炼，从而得到所述混合物。所述混炼的条件可以为本领域的常规选择，例如：辊速可以为18-24转/分钟，混炼的时间可以为10-20分钟。
根据本发明的方法，所述硫化可以在本领域的常规条件下进行，没有特别限定。一般地，所述硫化的温度可以为135-160℃。所述硫化的时间可以根据硫化的温度进行适当的选择，例如可以为30-50分钟。
根据本发明的方法，所述硫化可以在本领域常用的硫化设备中进行，例如平板硫化机。在所述硫化在平板硫化机中进行时，压力可以为10-15MPa。
由本发明的方法制备的阻尼材料不仅具有良好的阻尼性能，还具有高的力学强度。一般地，由本发明的方法制备的阻尼材料的损耗因子（即，tanδ）的最大值能够为高于0.87，优选为0.9以上，例如可以为0.92-0.99。由本发明的方法制备的阻尼材料的损耗因子大于0.3的温度范围宽，可以为5-65℃。具体地，根据本发明的阻尼材料，tanδ＞0.3的最小温度值处于5-15℃的范围之内，tanδ＞0.3的最高温度值处于45-65℃的范围之内。
由本发明的方法制备的阻尼材料的断裂拉伸强度能够达到15MPa以上，一般可以为17-22MPa。同时，由本发明的方法制备的阻尼材料还具有较高的弹性和硬度，其中，扯断伸长率能够达到250%以上（如250%至390%），优选条件下能够达到300%以上；邵氏硬度A能够达到65度以上，一般为65-80度。
以下结合实施例详细说明本发明。
以下实施例和对比例中，分子量和分子量分布采用商购自TOSOH公司的型号为HLC-8320的凝胶渗透色谱仪测定，以THF为流动相，以窄分布聚苯乙烯为标样，温度为40℃。
以下实施例和对比例中，采用核磁共振波谱法（NMR）测定丁苯橡胶的结构和组成。
以下实施例和对比例中，采用氮气吸附（BET）法测定比表面积，其中，氮气吸附实验在商购自美国康塔公司的型号为Autosorb-1的氮气吸脱附仪上进行。
以下实施例和对比例中，采用商购自马尔文公司的型号为Mastersizer2000的激光粒度仪测定平均颗粒尺寸，以体积计。
以下实施例和对比例中，损耗因子及玻璃化转变温度（Tg）在商购自美国TA公司的DMA-2980型粘弹谱仪上，在拉伸模式下进行测定，其中：预加应变为0.5%，频率为2Hz，升温速率为3℃/min，测试温度范围为-100℃到100℃，试样尺寸为20mm×7mm×1mm。
以下实施例和对比例中，采用GB/T528-1998中规定的方法测定阻尼材料的断裂拉伸强度、扯断伸长率、300%定伸应力和扯断永久变形，其中，采用GB/T528-1998中规定的II型试样。
以下实施例和对比例中，采用GB/T531.1-2008中规定的方法测定阻尼材料的硬度（邵氏硬度A）。
实施例1-14用于说明本发明。
实施例1
（1）制备丁苯橡胶R1
将5L聚合反应釜用高纯氮气置换3次，在高纯氮气保护下向反应釜中加入2300g环己烷和正己烷的混合溶剂（其中，环己烷与正己烷的重量比为 80：20）、241g丁二烯、197g苯乙烯、1.4mL作为结构调节剂的四氢糠醇乙基醚（ETE），升温至50℃，加入22mL正丁基锂溶液（溶剂为上述环己烷和正己烷的混合溶剂，浓度为0.23M），进行30min的聚合反应。然后，向聚合得到的混合物中加入3.5mL偶联剂SiCl4溶液（溶剂为上述环己烷和正己烷的混合溶剂，浓度为0.16M），继续反应30min。接着，加入0.5mL终止剂异丙醇，反应5min后加入为丁二烯和苯乙烯的总量的0.4重量%的防老剂（购自于北京极易化工有限公司，牌号为1075和1520，将1075和1520按重量比1：1用上述环己烷与正己烷的混合溶剂配成20wt%溶液）。将得到的混合物干燥除去溶剂，得到丁苯橡胶R1。
制备的丁苯橡胶R1的分子量及其分布如下表所示，其组成在表1中列出。
Mn 1(×104）MWD1Mn 2(×104）MWD2CE*（%）
38.31.0714.91.0647
*：CE为偶联效率，CE=m1/(m1+m2)，
其中，m1为数均分子量为Mn 1的峰面积；m2为数均分子量为Mn 2的峰面积。
（2）将100g丁苯橡胶R1与5g中空玻璃微珠（平均颗粒尺寸为45微米）、5g石墨（平均颗粒尺寸为45微米）、45g炭黑（比表面积为42m2/g）、1.4g硫磺、2g二苯胍、1g N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸和2g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中在150℃和13MPa的条件下硫化40分钟，最终得到根据本发明的阻尼材料S1。该阻尼材料的阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
对比例1
（1）制备丁苯橡胶CR1
采用与实施例1相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，丁二烯的用量328g、苯乙烯的用量为110g，偶联剂SiCl4溶液的用量为3.3mL，从而得到丁苯橡胶CR1。
制备的丁苯橡胶CR1的分子量及其分布如下表所示，其组成在表1中列出。
| Mn 1(×104） | MWD1 | Mn 2(×104） | MWD2 | CE（%） |
| 33.4 | 1.10 | 11.5 | 1.04 | 50 |
（2）采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，使用丁苯橡胶CR1代替实施例1中的丁苯橡胶R1，得到阻尼材料C1，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例2
（1）制备丁苯橡胶R2
将5L聚合反应釜用高纯氮气置换3次，在高纯氮气保护下向反应釜中加入2300g环己烷和正己烷的混合溶剂（同实施例1）、258g丁二烯、180g苯乙烯、1.4mL结构调节剂ETE，升温至50℃，加入18mL正丁基锂溶液（溶剂为上述环己烷和正己烷的混合溶剂，浓度为0.23M），引发聚合反应，进行30min的聚合反应。接着，加入0.5mL终止剂异丙醇，反应5min后加入为丁二烯和苯乙烯的总量的0.4重量%的防老剂（同实施例1）。将得到的混合物干燥除去溶剂，得到丁苯橡胶R2。
制备的丁苯橡胶R2的数均分子量为17.8万，分子量分布指数为1.08，其组成在表1中列出。
（2）将100g丁苯橡胶R2与7g中空玻璃微珠（平均颗粒尺寸为75微米）、5g石墨（平均颗粒尺寸为80微米）、40g炭黑（比表面积为79m2/g）、2.3g硫磺、1g二苯胍、1g N-环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺、2g N-(1,3-二甲基 丁基)-N’-苯基对苯二胺、1g硬脂酸和1g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中，在145℃和15MPa的条件下硫化45分钟，得到根据本发明的橡胶阻尼材料S2，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
对比例2
（1）制备丁苯橡胶CR2
采用与实施例2相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，丁二烯的用量为307g且苯乙烯的用量为131g，从而得到丁苯橡胶CR2。
制备的丁苯橡胶CR2的数均分子量为18.3万，分子量分布指数为1.10，其组成在表1中列出。
（2）采用与实施例2相同的方法制备阻尼材料，不同的是，使用丁苯橡胶CR2代替实施例2中的丁苯橡胶R2，得到阻尼材料C2，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例3
（1）制备丁苯橡胶R3
采用与实施例1相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，丁二烯的用量为232g，苯乙烯的用量为206g，正丁基锂溶液的用量为23mL，从而得到丁苯橡胶R3。
制备的丁苯橡胶R3的分子量及其分布如下表所示，其组成在表1中列出。
| Mn 1(×104） | MWD1 | Mn 2(×104） | MWD2 | CE（%） |
| 36.3 | 1.08 | 12.1 | 1.14 | 44 |
（2）将100g丁苯橡胶R3与10g中空玻璃微珠（平均颗粒尺寸为10 微米）、7g石墨（平均颗粒尺寸为30微米）、33g炭黑（比表面积为128m2/g）、0.5g硫磺、1.5g二苯胍、2.5g二硫化四甲基秋兰姆、3g N-苯基-N’-环己基对苯二胺、1g硬脂酸和3g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中，在135℃和15MPa的条件下，硫化50分钟，得到根据本发明的橡胶阻尼材料S3，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
对比例3
（1）制备丁苯橡胶CR3
采用与实施例1相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，ETE的用量为0.4mL，从而得到丁苯橡胶CR3。
制备的丁苯橡胶CR3的分子量及其分布如下表所示，其组成在表1中列出。
Mn 1(×104）MWD1Mn 2(×104）MWD2CE（%）
40.31.0714.91.1047
（2）采用与实施例3相同的方法制备阻尼材料，不同的是，使用丁苯橡胶CR3代替实施例3中的丁苯橡胶R3，得到阻尼材料，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例4
（1）制备丁苯橡胶R4
采用与实施例2相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，正丁基锂溶液的用量为15mL，从而得到丁苯橡胶R4。
制备的丁苯橡胶R4的数均分子量为27.5万，分子量分布指数为1.15，其组成在表1中列出。
（2）将100g丁苯橡胶R4与10g中空玻璃微珠（平均颗粒尺寸为86微米）、10g石墨（平均颗粒尺寸为45微米）、20g炭黑（比表面积为128m2/g）、2.5g硫磺、0.5g二苯胍、0.3g二硫化双(硫羰基二甲胺)、0.2g N,N-四甲基二硫双硫羰胺、1g N-苯基-N’-环己基对苯二胺、1g硬脂酸和3g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中，在160℃和10MPa的条件下，硫化30分钟，得到根据本发明的阻尼材料S4，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例5
采用与实施例4相同的方法制备阻尼材料，不同的是，不使用中空玻璃微珠和石墨，且炭黑的用量为40g，得到阻尼材料C4，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例6
采用与实施例4相同的方法制备阻尼材料，不同的是，不使用石墨，且中空玻璃微珠的用量为20g，得到根据本发明的阻尼材料S5，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例7
采用与实施例4相同的方法制备阻尼材料，不同的是，不使用中空玻璃微珠，且石墨的用量为20g，得到根据本发明的阻尼材料S6，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例8
（1）制备丁苯橡胶R5
采用与实施例1相同的方法制备丁苯橡胶，不同的是，正丁基锂溶液的用量为28mL，偶联剂SiCl4溶液的用量为6.0mL，从而得到丁苯橡胶R5。
制备的丁苯橡胶R5的分子量及其分布如下表所示，其组成在表1中列出。
| Mn 1(×104） | MWD1 | Mn 2(×104） | MWD2 | CE（%） |
| 26.8 | 1.06 | 8.3 | 1.04 | 51 |
（2）将100g丁苯橡胶R5与4g中空玻璃微珠（平均颗粒尺寸为37微米）、8g石墨（平均颗粒尺寸为39微米）、27g炭黑（比表面积为42m2/g）、1.7g硫磺、1.5g二苯胍、1.5g二硫化四甲基秋兰姆、1g2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、1g N-苯基-N’-环己基对苯二胺、1g硬脂酸和2g氧化锌在开炼机中以辊速18-24转/分钟混炼20分钟，得到的混炼胶在平板硫化机中，在155℃和15MPa的条件下，硫化30分钟，得到根据本发明的阻尼材料S5，其阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例9
采用与实施例8相同的方法制备阻尼材料，不同的是，不使用中空玻璃微珠和石墨，且炭黑的用量为39g。制备的阻尼材料的阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例10
采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸为100微米，得到根据本发明的阻尼材料S8，阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例11
采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸为125微米，得到根据本发明的阻尼材料S9，阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例12
采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，石墨的平均颗粒尺寸为150微米，得到根据本发明的阻尼材料S10，阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例13
采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，石墨的平均颗粒尺寸为200微米，得到根据本发明的阻尼材料S11，阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
实施例14
采用与实施例1相同的方法制备阻尼材料，不同的是，炭黑的比表面积为149m2/g，得到根据本发明的阻尼材料S12，阻尼性能和力学性能数据在表1中列出。
从表1的结果可以看出，由本发明的组合物制备的阻尼材料具有良好的阻尼性能，其中，损耗因子的最大值能够为高于0.87，损耗因子大于0.3的温度区域宽，处于5-65℃的温度范围之内，其中，tanδ＞0.3的最小温度值处于5-15℃的范围之内，tanδ＞0.3的最高温度值处于45-65℃的范围之内。
并且，由本发明的组合物制备的阻尼材料还具有高的力学强度，其中，断裂拉伸强度能够达到15MPa以上。同时，由本发明的组合物制备的阻尼 材料的弹性和硬度也较高。
实施例4-7的结果证实，在本发明的组合物还含有选自中空玻璃微珠和石墨中的至少一种改性剂时，制备的阻尼材料不仅具有更好的阻尼性能，而且还具有更好的弹性。
实施例1与实施例14的结果证实，在组合物中的炭黑的比表面积处于40-130m2/g的范围之内时，制备的阻尼材料不仅具有更好的阻尼性能，而且还具有更好的弹性。
表1
*：由苯乙烯形成的单体单元的含量 **：嵌段苯乙烯链段的含量 ***：作为侧基的乙烯基的含量。
Claims (15)
1.一种组合物，该组合物含有丁苯橡胶和炭黑，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述炭黑的含量为10-50重量份；
以所述丁苯橡胶的总量为基准，由苯乙烯形成的单体单元的含量为35-50重量%；所述丁苯橡胶中，嵌段苯乙烯链段的含量10重量%以下，所述嵌段苯乙烯链段是指链段中的单体单元由苯乙烯形成，且该链段的单体单元数为4以上。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，该组合物还含有至少一种改性剂，所述改性剂选自中空玻璃微珠和石墨，相对于100重量份所述丁苯橡胶，所述改性剂的总量为5-25重量份，优选为10-20重量份。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中，所述中空玻璃微珠的平均颗粒尺寸为10-150微米，优选为30-125微米，所述石墨的平均颗粒尺寸为10-200微米，优选为45-150微米。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述丁苯橡胶中，作为侧基的乙烯基的含量为30-70重量%，优选为40-60重量%，更优选为45-55重量%。
5.根据权利要求1、2和4中任意一项所述的组合物，其中，以所述丁苯橡胶的总量为基准，由苯乙烯形成的单体单元的含量为40-45重量%。
6.根据权利要求1、2和4中任意一项所述的组合物，其中，所述丁苯橡胶中，嵌段苯乙烯链段的含量7重量%以下。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述炭黑的比表面积为20-150m2/g，优选为40-130m2/g，所述比表面积是采用氮气吸附法测定的。
8.权利要求1-7中任意一项所述的组合物在制备阻尼材料中的应用。
9.一种阻尼材料，该阻尼材料是将权利要求1-7中任意一项所述的组合物硫化而得到的。
10.根据权利要求9所述的阻尼材料，其中，该阻尼材料的损耗因子的最大值为大于0.87，优选为0.9以上；该阻尼材料的损耗因子大于0.3的最小温度值处于5-15℃的范围之内，损耗因子大于0.3的最高温度值处于45-65℃的范围之内。
11.根据权利要求9或10所述的阻尼材料，其中，该阻尼材料的断裂拉伸强度为17-23MPa。
12.一种制备阻尼材料的方法，该方法包括将权利要求1-7中任意一项所述的组合物中的各组分与硫化剂混合，并将得到的混合物进行硫化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述组合物中的丁苯橡胶为100重量份，所述硫化剂的用量为0.5-4重量份。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述混合在至少一种硫化促进剂的存在下进行，所述组合物中的丁苯橡胶为100重量份，所述硫化促进剂的含量为1-4重量份。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述硫化的温度为135-160℃。
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