CN105440591A - 一种环保型橡胶阻尼材料及其制备方法 - Google Patents

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程园园
蔡芳昌
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Abstract

本发明涉及一种环保型橡胶阻尼材料及其制备方法，材料包含以下一定重量份数的原料：环保橡胶、增粘树脂、环烷油、无机填料，其是在长支链三元乙丙橡胶或长支链丁基橡胶中加入C5树脂或热塑性聚酯弹性体，环烷油和填充材料蒙脱土经密炼，压片制得。与现有的阻尼产品相比，本发明所说的材料具有环保，无气味和高阻尼等优点。

Description

一种环保型橡胶阻尼材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻尼材料及其制备方法，尤其是涉及一种聚合物橡胶阻尼材料及其制备方法。
背景技术
阻尼材料是一种基于高聚物为基质的功能材料，能消除噪声和振动。它利用聚合物处于玻璃化转变温度区域时，由于链段运动不能够完全跟上振动的速率而产生的分子链内摩擦，吸收一部分振动能，再以“热”的形式而耗散，这样就能起到减少振动或降低振动的作用。
传统的阻尼材料里面包含沥青，但这种含沥青的阻尼片安装后会持续散发臭味，导致车内空气污染，危害人体健康。市场迫切需求一种环保，无气味并具有高阻尼性能的阻尼片。
目前，国内已有大量的相关研究:例如关于通过改性阻尼片的沥青成分(专利号为CN101654561A，专刊名称为《一种车辆用改性沥青热熔型阻尼材料及其制备和施工方法》)虽然制得的阻尼材料具有良好的耐高低温，阻尼性能也很好，但只是通过高分子与沥青进行共混，在使用时还是有气味，未达到环保的要求；也有研究人员用一种用橡胶共混来取代沥青成分的阻尼材料(专利号CN104804313A,专利名称为《一种环保热熔阻尼板及其制备方法》)虽然制得的阻尼材料不含沥青材料，达到了环保的要求，但是其制备工艺复杂，成本高，工业化困难。
发明内容
本专利主要涉及一种广泛用于汽车行业的橡胶阻尼材料，将它贴合在车身金属内，利用聚合物的粘弹特性，起到减小车身震动和降低噪音的作用。在要求聚合物具有良好阻尼特性的同时，它必须和车身内表面良好贴合、粘接。高分子阻尼材料是新发展起来的一种新型材料，作为吸振动材料能防止或减轻机械振动对部件的破坏，已被广泛用于火箭，导弹，人造卫星，精密机床，精密仪器以及预防地震对高层建筑的破化，现代化工业和航天事业的发展，高分子阻尼材料的应用越来越广泛。
为了解决现有产品的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种橡胶阻尼材料，环保且制备工艺简单的阻尼片。首先，蒙脱土、云母或CaCO3等层状结构填料的使用，大幅提高制品的阻尼性能和高温保持形状的能力(挂壁性能)；其次，长支链的丁基橡胶或长支链的三元乙丙橡胶和C5树脂或热塑性聚酯弹性体的应用，不仅可以提高粘接性能，而且使用过程中很环保；第三，高分子的增粘作用，通过加入实验室自制高醚含量热塑性聚酯弹性体，得到的阻尼片常温高粘接强度，高温流动与高贴合性较好。
本发明的技术方案为，一种橡胶阻尼材料，包含以下重量份数的组份：
三元乙丙橡胶或丁基橡胶10～16份
增粘树脂15～25份
环烷油5～8份
无机填料50～67份
所述的增粘树脂为C5树脂或热塑性聚酯弹性体。
所述的无机填料为蒙脱土、云母或轻质CaCO3。
本发明还提供一种橡胶阻尼材料的制备方法，包含如下步骤：
步骤一在100-120℃，将按上述重量份数计的三元乙丙橡胶或丁基橡胶加入密炼设备中密炼1-10分钟；
步骤二再将C5树脂或热塑性聚酯弹性体15-30份，环烷油5-20份，蒙脱土、云母或CaCO350-67份按照先后次序加入密炼设备中密炼5-10分钟。
步骤三将上述原料取出后，用平板硫化机在加工温度下压板压5-10分钟。
附图说明
附图是频率与损耗因子关系图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下实施例采用以下方法评价产品性能：
将试样按要求切成条状，于美国TA公司2980型动态热机械分析仪，单悬臂，温度保持在25℃，样品尺寸4mm×12mm×3mm，测量频率范围为0.1-100HZ。
实施例一
用布拉本德密炼机，在100℃下，将按重量分数计，先将16份的三元乙丙橡胶先密炼10分钟后，再加入热塑性聚酯弹性体25份，环烷油8份，云母50份，密炼10分钟后得到共混物，再将得到的共混物放在平板硫化机加工温度下压板压5分钟。采用动态力学性能分析仪对材料进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线实施例一。
实施例二
用布拉本德密炼机，在100℃下，将按重量分数计，先将11份的三元乙丙橡胶先密炼10分钟后，再加入热塑性聚酯弹性体16份，环烷油5份，云母67份密炼10分钟后得到共混物，再将得到的共混物放在平板硫化机加工温度下压板压5分钟。采用动态力学性能分析仪对材料进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线实施例二。
实施例三
用布拉本德密炼机，在100℃下，将按重量分数计，先将11份的长支链丁基橡胶先密炼10分钟后，再加入热塑性聚酯弹性体16份，环烷油6份，云母67份密炼10分钟后得到共混物，再将得到的共混物放在平板硫化机加工温度下压板压5分钟。采用动态力学性能分析仪对材料进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线实施例三。
实施例四
用布拉本德密炼机，在100℃下，将按重量分数计，先将10份的(三元乙丙橡胶与长支链丁基橡胶的1：1混合物)先密炼10分钟后，再加入热塑性聚酯弹性体17份，环烷油6份，云母67份密炼10分钟后得到共混物，再将得到的共混物放在平板硫化机加工温度下压板压5分钟。采用动态力学性能分析仪对材料进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线实施例四。
对比实验一
将一定量的天然橡胶用平板硫化机在145摄氏度下压板5分钟，采用动态力学性能分析仪对材料进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线对比例一。
对比实验二
将市面上销售的沥青阻尼板用动态力学性能分析仪进行动态力学性能表征，用频率的对数与损耗因子tanσ作图得到曲线对比例二。
对于阻尼材料，tanσ越大，其阻尼性能越好。由损耗因子tanσ-lg(frequency)图可以看出，从0.1Hz-100Hz，相对于对比例一(天然橡胶)，它的阻尼因子峰值为0.343，没有阻尼性能，而阻尼材料的tanσ始终在0.6以上，基本上能够发挥阻尼的作用。对比例二(沥青阻尼材料)，损耗因子峰值为1.49，虽然它的阻尼性能很好，但会散发出臭味，造成车内空气污染，危害人类健康，而本专利所发明的四组配方实施例，最优配方为实施例二，阻尼性能优越、环保且成本低。对于实施例一，其损耗因子峰值为1.51，但随着频率的增加，其损耗因子有所下降，若将云母的比例提高，得到实施例二，会发现其阻尼性能得到明显提升，tanσ在1.0以上，峰值为1.60，为最优配方，若将三元乙丙橡胶换成丁基橡胶得到的图为实施例三，可以看出它的损耗因子在1.0以上，峰值为1.42，阻尼性能优越，但成本较高。若将橡胶换成长支链的三元乙丙橡胶和丁基橡胶1:1的混合物，得到的曲线为实施例四，它在频率范围1Hz-100Hz内，损耗因子峰值为1.606。

Claims (5)

1.一种环保型橡胶阻尼材料，其特征在于：所述的材料包含以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的环保橡胶型阻尼材料，其中，所述的环保橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶的一种或重量比1:1的混合物。
3.根据权利要求1所述的环保橡胶型阻尼材料，其中，所述的增粘树脂为C5树脂或热塑性聚酯弹性体。
4.根据权利要求1所述的环保橡胶型阻尼材料，其中，所述的无机填料为蒙脱土、云母或轻质CaCO3。
5.一种环保型橡胶阻尼材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括步骤：
步骤一在100-120℃，将按重量份数计的三元乙丙橡胶或丁基橡胶加入蜜炼设备中密炼1-10分钟；
步骤二再将C5树脂或热塑性聚酯弹性体15-30份，环烷油5-20份，蒙脱土、云母或CaCO3的一种50-67份按照先后次序加入再密炼5-10分钟；
步骤三将上述原料取出后，用平板硫化机在常温下压板压5-10分钟。
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