CN107234860A - 一种非固化型阻尼减震胶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非固化型阻尼减震胶片，包括阻尼胶层和设置在阻尼胶层上的隔离反射层两部分；制备方法，步骤如下：将丁基橡胶用开炼机进行塑炼。将塑炼好的丁基橡胶和剩余的阻尼改性助剂、无机填料、固态增粘树脂、液态聚异丁烯、液态环氧树脂、白炭黑、炭黑，用三辊混炼机或密炼机混合均匀，出料。将混合均匀的物料用压延机压片挤出构成阻尼胶层，在阻尼胶层上粘接一层隔离反射层，得到非固化型阻尼减震胶片。本发明特点是：以具有“超阻尼性”的受阻酚作为阻尼改性助剂，极大地提高了产品的有效阻尼温域和阻尼损耗因子，而对于丁基橡胶与受阻酚相容性差的问题，本发明通过加入适量的液体环氧树脂和聚异丁烯作为共溶剂而得到了解决。

Description

一种非固化型阻尼减震胶片
技术领域
本发明涉及一种非固化型阻尼减震胶片，特别的涉及一种由受阻酚阻尼改性助剂改性的丁基橡胶非固化型阻尼减震胶片。用于坦克侧壁、发动机、传动部位等易发生振动、产生噪声处及容易粘涂部位，可有效地降低设备运行中产生的噪声和震动。
背景技术
新型阻尼材料的研制与我国军事和民用工业的发展有着休戚相关的联系。在众多类型的阻尼材料中，当前得到广泛应用的唯有传统的聚合物阻尼材料，而这种材料的阻尼性能受使用温度和振动频率的影响很大，因此聚合物阻尼材料的效果并不非常理想。近年来，国内外研究人员不断探索新的阻尼机理并积极研制新的阻尼材料。利用聚合物和受阻酚之间的杂化作用开发出“聚合物-受阻酚阻尼杂化材料”，逐渐成为人们研究的新热点。这类材料大都具有优异的阻尼效果及阻尼温域可局部调控的特点，是一种具有极好应用前景的新型功能材料。
研究者们已经报道了利用不同聚合物基体和受阻酚类有机小分子开发出各种受阻酚杂化材料。但是，出于受阻酚类有机小分子极性较强，需要保证体系相容稳定性的考虑，现有研究或产品都是将极性聚合物和受阻酚进行复合得到阻尼杂化材料。即使是将受阻酚用于和橡胶复合中，通常也是采用极性较强的橡胶，如乙烯- 醋酸乙烯酯橡胶、环氧化天然橡胶、氯化天然橡胶、卤化丁基橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶等。目前并没有发现关于只用一种非极性的丁基橡胶和受阻酚复合的相关报道或应用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种非固化型阻尼减震胶片。本发明以本身具有高阻尼性的非极性橡胶丁基橡胶为基体，配合加入适量的树脂、阻尼改性助剂、无机填料、液态环氧树脂、液态聚异丁烯及固化增粘树脂进行共混，特别的是，以具有“超阻尼性”的受阻酚作为阻尼改性助剂，极大地提高了产品的有效阻尼温域和阻尼损耗因子，而对于丁基橡胶与受阻酚相容性差的问题，本发明通过加入适量的液体环氧树脂和聚异丁烯作为共溶剂而得到了解决。
本发明所采取的技术方案是：一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：包括阻尼胶层和设置在阻尼胶层上的隔离反射层两部分；
所述阻尼胶层包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，阻尼改性助剂20~60份，无机填料100~150份，固态增粘树脂20~60份，液态聚异丁烯0~60份，液态环氧树脂60~240份，白炭黑0~60份，炭黑0~60份；
非固化型阻尼减震胶片的制备方法，步骤如下：
(1)、将丁基橡胶用开炼机进行塑炼；
(2)、将塑炼好的丁基橡胶和剩余的阻尼改性助剂、无机填料、固态增粘树脂、液态聚异丁烯、液态环氧树脂、白炭黑、炭黑，用三辊混炼机或密炼机混合均匀，出料；
(3)、将混合均匀的物料用压延机压片挤出构成阻尼胶层，在阻尼胶层上粘接一层隔离反射层，得到非固化型阻尼减震胶片。
本发明的特点是：本发明以本身具有高阻尼性的非极性橡胶丁基橡胶为基体，配合加入适量的树脂、阻尼改性助剂、无机填料、液态环氧树脂、液态聚异丁烯及固化增粘树脂进行共混，特别的是，以具有“超阻尼性”的受阻酚作为阻尼改性助剂，极大地提高了产品的有效阻尼温域和阻尼损耗因子，而对于丁基橡胶与受阻酚相容性差的问题，本发明通过加入适量的液体环氧树脂和聚异丁烯作为共溶剂而得到了解决。丁基橡胶、环氧树脂与受阻酚复合后，可以与大分子链的侧基形成非常强的氢键作用，并构成氢键网络，可以使高分子的分子链段的运动受到限制，从而导致玻璃化转变温度大幅升高，损耗峰大幅向高温方向移动，同时材料的最大损耗因子也大幅提高。
与现有技术相比，制备简单，体系稳定，无需固化等复杂且耗能工序，施工操作简单便捷，同时附着力、强度及阻尼性能优异、且阻尼温域较宽，减震降噪效果明显。适用于坦克侧壁、发动机、传动部位等易发生振动、产生噪声处及容易粘涂部位，可有效地降低设备运行中产生的噪声和震动。
另外，在阻尼胶层上设置一反射层，该反射层可以对胶层进行强度补足，并分散噪音。施工时，只需要将胶片贴在基材表面即可，无需硫化处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种非固化型阻尼减震胶片，包括阻尼胶层1和设置在阻尼胶层1上的隔离反射层2。
阻尼胶层1包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，阻尼改性助剂20~60份，无机填料100~150，固态增粘树脂20~60份，液态聚异丁烯0~60份，液态环氧树脂60~240份，白炭黑0~60份，炭黑0~60份。
非固化型阻尼减震胶片的制备方法，步骤如下：
(1)、将丁基橡胶用开炼机进行塑炼；
(2)、将塑炼好的丁基橡胶和剩余的阻尼改性助剂、无机填料、固态增粘树脂、液态聚异丁烯、液态环氧树脂、白炭黑、炭黑，用三辊混炼机或密炼机混合均匀，出料；
(3)、将混合均匀的物料用压延机压片挤出构成阻尼胶层1，在阻尼胶层1上粘接一层隔离反射层2，得到非固化型阻尼减震胶片。
进一步的，丁基橡胶作为本发明胶片的主体材料，可以为阻尼体系提供较高的基础阻尼性能。
进一步的，所述阻尼改性助剂为受阻酚类化合物，以适当用量加入体系中时，可以与环氧树脂、极性填料等在体系内部形成良好的氢键连接，从而显著改善橡胶体系的阻尼性能。
进一步的，所述液态环氧树脂和阻尼改性剂在体系中经过充分地机械共混后，形成杂化阻尼层。同时，含有极性基团的环氧树脂作为非极性体系与极性阻尼改性剂的共溶剂，有效地解决阻尼改性剂在阻尼材料中因迁移而导致的材料表面结霜问题，进一步提高体系的的热稳定性和阻尼稳定性。同时环氧树脂的加入也能使丁基橡胶体系的阻尼峰与杂化阻尼层的阻尼峰产生叠加，有效拓宽材料的阻尼峰宽度，提高材料的使用范围。
进一步的，所述液态聚异丁烯和液态环氧树脂作为液体增粘树脂和分散剂存在于阻尼胶片体系中，在保证体系低温阻尼性能的同时用于提高体系的初粘力和改善体系的施工性能。
进一步的，固态增粘树脂的加入可以提高阻尼胶片的初粘性和持粘性，能赋予胶料扩散能力，另外由于固态增粘树脂的软化点相对较高可以提高阻尼胶片在高温下的阻尼性能，拓宽本发明的阻尼温域。
进一步，无机填料具有高强度、耐热、防腐蚀等优点和功能。可以增加和调节胶片的粘度、硬度、阻尼等性能，同时无机填料的加入可以极大地降低材料成本。
进一步的，白炭黑和炭黑主要用于对丁基橡胶的补强作用，提高阻尼胶片的抗撕裂及耐热抗老化性能。
进一步的，反射层为无纺布、玻璃纤维布、PP膜、PE膜、尼龙膜中的一种，其厚度为0.1mm~0.5mm，贴于胶片外表面，防粘并对胶片进行强度补足，还可以对噪音进行分散处理。
阻尼改性助剂为AO-50、AO-60、AO-70、AO-80、AO-4426受阻酚类抗氧剂中的一种或几种的组合。
无机填料为云母粉、膨润土、滑石粉、石墨、玻璃微珠、氢氧化铝、重钙、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、氧化锌晶须、硼酸镁晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须、碳化硅晶须及硫酸镁晶须中的一种或几种的组合。
固态增粘树脂为松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的一种或几种的混合物。
液态聚异丁烯在40℃时的运动粘度小于2500 cSt。
液态环氧树脂在25℃时的粘度小于15000mP·s。
实施例1：一种非固化型阻尼减震胶片，阻尼胶层1包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-80为40份，硫酸钙晶须150份，松香树脂40份，液态环氧树脂100份，液态聚异丁烯60份，白炭黑40份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-80、硫酸钙晶须、松香树脂、液态环氧树脂、液态聚异丁烯、白炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层1，在阻尼胶层1上粘接一层0.1mm厚的玻璃纤维布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
实施例2：一种非固化型阻尼减震胶片，阻尼胶层1包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-60为60份，云母粉100份，石油树脂20份，萜烯树脂10份，液态环氧树脂240份，炭黑60份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-60、云母粉、石油树脂、萜烯树脂、液态环氧树脂、炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层1，在阻尼胶层1上粘接一层0.3mm厚的无纺布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
实施例3：一种无机晶须改性的减震降噪用胶片，阻尼胶层1包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-60为20份，AO-4426为10份，氧化锌晶须50份，石墨100份，松香树脂20份，液态环氧树脂180份，液态聚异丁烯60份，白炭黑20份，炭黑40份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-60、AO-4426、氧化锌晶须、石墨、松香树脂、液态环氧树脂、液态聚异丁烯、白炭黑、炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层1，在阻尼胶层1上粘接一层0.2mm厚的无纺布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
采用DMA单悬臂法对上述实施例进行阻尼测试，测试结果见下表1：
表1实施例测试结果
测试性能 实施例1 实施例2 实施例3
Tanδmax 2.21 1.78 1.97
Tanδmax对应温度/℃ 15 25 27
有效阻尼温域范围/℃ -12~47 -10~45 -7~50
Tanδ指材料的阻尼因子值，表征材料的阻尼性能；
Tanδmax指材料的最大阻尼因子值
有效阻尼温域范围指材料的阻尼因子值大于0.5所对应的温度区间。
由表1可知，本发明实施例具有较宽的有效阻尼温域（超过50℃），而且温度范围涵盖材料及震动设备通常的使用温度，最大阻尼因子值高达1.7以上，远高于现在市面上常见阻尼材料的阻尼因子值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：包括阻尼胶层（1）和设置在阻尼胶层（1）上的隔离反射层（2）两部分；
所述阻尼胶层（1）包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，阻尼改性助剂20~60份，无机填料100~150份，固态增粘树脂20~60份，液态聚异丁烯0~60份，液态环氧树脂60~240份，白炭黑0~60份，炭黑0~60份；
非固化型阻尼减震胶片的制备方法，步骤如下：
(1)、将丁基橡胶用开炼机进行塑炼；
(2)、将塑炼好的丁基橡胶和剩余的阻尼改性助剂、无机填料、固态增粘树脂、液态聚异丁烯、液态环氧树脂、白炭黑、炭黑，用三辊混炼机或密炼机混合均匀，出料；
(3)、将混合均匀的物料用压延机压片挤出构成阻尼胶层（1），在阻尼胶层（1）上粘接一层隔离反射层（2），得到非固化型阻尼减震胶片。
2.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述阻尼改性助剂为AO-50、AO-60、AO-70、AO-80、AO-4426受阻酚类抗氧剂中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述无机填料为云母粉、膨润土、滑石粉、石墨、玻璃微珠、氢氧化铝、重钙、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、氧化锌晶须、硼酸镁晶须、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须、碳化硅晶须及硫酸镁晶须中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述固态增粘树脂为松香树脂、萜烯树脂、石油树脂中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述液态聚异丁烯在40℃时的运动粘度小于2500 cSt。
6.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述液态环氧树脂在25℃时的粘度小于15000mP·s。
7.根据权利要求1所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：所述隔离反射层（2）为无纺布或玻璃纤维布或PP膜或PE膜或尼龙膜，其厚度为0.1mm~0.5mm。
8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：
所述阻尼胶层（1）包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-80为40份，硫酸钙晶须150份，松香树脂40份，液态环氧树脂100份，液态聚异丁烯60份，白炭黑40份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-80、硫酸钙晶须、松香树脂、液态环氧树脂、液态聚异丁烯、白炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层（1），在阻尼胶层（1）上粘接一层0.1mm厚的玻璃纤维布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
9.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：
所述阻尼胶层（1）包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-60为60份，云母粉100份，石油树脂20份，萜烯树脂10份，液态环氧树脂240份，炭黑60份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-60、云母粉、石油树脂、萜烯树脂、液态环氧树脂、炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层（1），在阻尼胶层（1）上粘接一层0.3mm厚的无纺布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
10.根据权利要求1或2或3或4或7所述的一种非固化型阻尼减震胶片，其特征在于：
所述阻尼胶层（1）包括如下重量份数的原料：
丁基橡胶100份，AO-60为20份，AO-4426为10份，氧化锌晶须50份，石墨100份，松香树脂20份，液态环氧树脂180份，液态聚异丁烯60份，白炭黑20份，炭黑40份；
制备过程：①将丁基橡胶用开炼机塑炼；②使用三辊机将塑炼好的丁基橡胶和剩余的AO-60、AO-4426、氧化锌晶须、石墨、松香树脂、液态环氧树脂、液态聚异丁烯、白炭黑、炭黑混合均匀；③将混合料用压延机压片挤出构成阻尼胶层（1），在阻尼胶层（1）上粘接一层0.2mm厚的无纺布；④按需要的尺寸裁剪好即可。
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