CN108047747A - 一种高环境适应性的阻尼隔振材料及制备方法 - Google Patents

一种高环境适应性的阻尼隔振材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高环境适应性的阻尼隔振材料，属于高分子材料技术领域，所述阻尼隔振材料包括以下质量份原料：氟橡胶50～90份，硅橡胶10～50份，气相法白炭黑15～100份，二苯基硅二醇1～5份，2,5‑二甲基‑2,5‑双(叔丁基过氧基)己烷1～2份，氮化硼粉0.5～4份，四针状氧化锌1～10份，空心微珠1～7份，硅纳米棒0.5～5份。通过本发明的制备方法得到的阻尼隔振材料，其具有较好的结构损耗因子、较强的拉伸强度及较高的拉断伸长率，此外将其制成的橡胶隔振器中，具有良好的隔振性能，使随机振动总均方根值大幅降低，同时适用的温度范围广，温度对产品的性能影响很小，性能变化率低。

Description

一种高环境适应性的阻尼隔振材料及制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种高环境适应性的阻尼隔振材料及制备方法。
背景技术
阻尼橡胶材料是一种能量耗散材料，通常用于工程振动与噪声问题的治理。合理使用阻尼橡胶材料可以提高各类机械产品以及工程结构的抗振性与稳定性，延长工作寿命，提高产品的质量，也能有效地降低噪音与振动，防止其对环境的污染。
现有的阻尼橡胶材料通常以丁基橡胶或者丁腈橡胶为基体，辅以丁苯橡胶、氯丁橡胶等，并在此基础上添加一定的阻尼性助剂制备得到可供工程应用的阻尼橡胶材料。
然而目前现有的阻尼隔振材料存在以下环境适应性问题：
a)材料在高低温环境下适应性差，普通合成橡胶材料通常在高温环境下硬度减小，低温环境下硬度增大，而通常在航空航天中规定的-50℃～80℃使用条件范围内难以满足；
b)材料在耐油污环境下适应性差，民用阻尼材料难以满足耐航空煤油、滑油、乙二醇等有机液体的使用条件；
c)材料在三防环境下适应性差，阻尼材料无法通过的192h的霉菌试验。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种阻尼隔振材料，其以有机硅为基体，使阻尼材料在-50℃～150℃范围内均可以正常使用，通过添加不同性能助剂以满足阻尼隔振材料在各种不同使用环境下使用的要求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高环境适应性的阻尼隔振材料，其中，所述阻尼隔振材料包括以下质量份原料：氟橡胶50～90份，硅橡胶10～50份，气相法白炭黑15～100份，二苯基硅二醇1～5份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1～2份，氮化硼粉0.5～4份，四针状氧化锌 1～10份，空心微珠1～7份，硅纳米棒0.5～5份。
上述优选方案中，所述阻尼隔振硅材料包括以下质量份原料：氟橡胶 50～70份，硅橡胶30～50份，气相法白炭黑15～90份，二苯基硅二醇2～5份， 2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1～2份，氮化硼粉2～4份，四针状氧化锌5～10份，空心微珠1～5份，硅纳米棒0.5～5份。
上述优选方案中，还包括防霉剂(RHA)0.5～1质量份。
本发明还提供了一种高环境适应性的阻尼隔振硅材料制备方法，其包括
步骤一：按质量份称量各个原料的组份，控制每种原料组份的质量误差在一定范围以内；
步骤二：将各原料组份投入密炼机进行密炼，并控密炼炼温度；
步骤三：密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，之后出片并冷置；
步骤四：将混炼胶在开炼机上进行第二次混炼，并添加2,5-二甲基-2,5- 双(叔丁基过氧基)己烷，之后出片并冷置。
上述优选方案中，质量误差范围为5％。
上述优选方案中，第一次混炼及第二次混炼的冷置时间均不低于24h。
通过本发明的制备方法得到的阻尼隔振材料，按照相关标准的测定方法得到材料的结构损耗因子最大在0.6以上，拉伸强度达到4MPa以上，拉断伸长率在350％以上。以及使用本发明的材料制造的橡胶隔振器应用于某型光电吊舱设备上，使其在工作时完全正常工作，具有良好的隔振性能，随机振动总均方根值从20Grms降为6.5Grms。同时设备在-50℃～80℃范围内均可正常工作，温度对产品的性能影响很小，性能变化率仅为10％。同时阻尼隔振材料在相关标准规定的油液喷淋试验中表现正常，没有任何材料变性情况出现。同时阻尼隔振材料顺利通过192h的霉菌试验、盐雾试验与湿热试验，阻尼隔振材料在霉菌试验后表面为0级，无任何霉菌丛生情况出现，表现优异。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的数据，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
实施例一
本发明提出的一种阻尼隔振材料，其包含的原料按质量份配比为：氟橡胶50份，硅橡胶10份，气相法白炭黑15份，二苯基硅二醇1份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1份，氮化硼粉0.5份，四针状氧化锌1份，空心微珠1份，硅纳米棒0.5份，RHA0.5份。
将上述原料制备成阻尼隔振材料：首先按上述质量份称量各个材料组份，并控制每种材料组份的质量误差在5％以内；之后将各材料组份投入密炼机进行密炼，密炼温度控制在100℃以下；密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，然后出片并冷置24h；最后再次将混炼胶在开炼机上混炼并加入 2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷进行二次混炼，完成后出片，冷置24h。
使用材料在平板硫化机上制备标准材料试样。
按照相关标准进行测试，测得材料的邵氏硬度为40HA，材料的最大损耗因子为0.61，拉伸强度为4.1MPa，拉断伸长率为352％，航空煤油喷淋试验20h使用正常，霉菌试验192h后，材料无变化，材料表面为0级。
实施例二
本发明提出的一种阻尼隔振材料，其包含的原料按质量份配比：氟橡胶90份，硅橡胶50份，气相法白炭黑100份，二苯基硅二醇5份，2,5-二甲基 -2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2份，氮化硼粉4份，四针状氧化锌10份，空心微珠7份，硅纳米棒5份，RHA1份。
将上述原料制备成阻尼隔振材料：首先按上述质量份称量各个材料组份，并控制每种材料组份的质量误差在5％以内；之后将各材料组份投入密炼机进行密炼，密炼温度控制在100℃以下；密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，然后出片并冷置24h；最后再次将混炼胶在开炼机上混炼并加入2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷进行二次混炼，完成后出片，冷置24h。
使用材料在平板硫化机上制备标准材料试样。
按照相关标准进行测试，测得材料的邵氏硬度为50HA，材料的最大损耗因子为0.63，拉伸强度为4.2MPa，拉断伸长率为360％，航空煤油喷淋试验20h使用正常，霉菌试验192h后，材料无变化，材料表面为0级。
实施例三
本发明提出的一种阻尼隔振材料，其包含的原料按质量份配比为：氟橡胶70份，硅橡胶30份，气相法白炭黑15份，二苯基硅二醇2份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2份，氮化硼粉2份，四针状氧化锌5份，空心微珠1份，硅纳米棒5份，RHA0.5份。
将上述原料制备成阻尼隔振材料，：首先按上述质量份称量各个材料组份，并控制每种材料组份的质量误差在5％以内；之后将各材料组份投入密炼机进行密炼，密炼温度控制在100℃以下；密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，然后出片并冷置24h；最后再次将混炼胶在开炼机上混炼并加入 2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷进行二次混炼，完成后出片，冷置24h。
使用材料在平板硫化机上制备标准材料试样。
按照相关标准进行测试，测得材料的邵氏硬度为43HA，材料的最大损耗因子为0.65，拉伸强度为4.5MPa，拉断伸长率为380％，航空煤油喷淋试验20h使用正常，霉菌试验192h后，材料无变化，材料表面为0级。
实施例四
本发明提出的一种阻尼隔振材料，其包含的原料按质量份配比为：氟橡胶50份，硅橡胶50份，气相法白炭黑90份，二苯基硅二醇5份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2份，氮化硼粉4份，四针状氧化锌10份，空心微珠5份，硅纳米棒5份，RHA1份。
将上述原料制备成阻尼隔振材料：首先按上述质量份称量各个材料组份，并控制每种材料组份的质量误差在5％以内；之后将各材料组份投入密炼机进行密炼，密炼温度控制在100℃以下；密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，然后出片并冷置24h；最后再次将混炼胶在开炼机上混炼并加入 2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷进行二次混炼，完成后出片，冷置24h。
使用材料在平板硫化机上制备标准材料试样。
按照相关标准进行测试，测得材料的邵氏硬度为80HA，材料的最大损耗因子为0.75，拉伸强度为7.5MPa，拉断伸长率为360％，航空煤油喷淋试验20h使用正常，霉菌试验192h后，材料无变化，材料表面为0级。
实施例五
本发明提出的一种阻尼隔振材料，其包含的原料按质量份配比为：氟橡胶60份，硅橡胶40份，气相法白炭黑50份，二苯基硅二醇3份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷2份，氮化硼粉3份，四针状氧化锌8份，空心微珠4份，硅纳米棒3份，RHA1份。
将上述原料制备成阻尼隔振材料：首先按上述质量份称量各个材料组份，并控制每种材料组份的质量误差在5％以内；之后将各材料组份投入密炼机进行密炼，密炼温度控制在100℃以下；密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，然后出片并冷置24h；最后将混炼胶在开炼机上混炼并加入2,5- 二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷进行二次混炼，完成后出片，冷置24h。
使用材料在平板硫化机上制备标准材料试样。
按照相关标准进行测试，测得材料的邵氏硬度为65HA，材料的最大损耗因子为0.72，拉伸强度为7.1MPa，拉断伸长率为370％，航空煤油喷淋试验20h使用正常，霉菌试验192h后，材料无变化，材料表面为0级。
通过本发明的制备方法得到的阻尼隔振材料，按照相关标准的测定方法得到材料的结构损耗因子最大在0.6以上，拉伸强度达到4MPa以上，拉断伸长率在350％以上。
使用本发明的阻尼隔振材料制造的橡胶隔振器应用于某型飞机光电吊舱设备上，使其在工作时完全正常工作，具有良好的隔振性能，随机振动总均方根值从20Grms降为6.5Grms。同时设备在-50℃～80℃范围内均可正常工作，温度对产品的性能影响很小，性能变化率仅为10％。同时阻尼隔振材料在相关标准规定的油液喷淋试验中表现正常，没有任何材料变性情况出现。同时阻尼隔振材料顺利通过192h的霉菌试验、盐雾试验与湿热试验，阻尼隔振材料在霉菌试验后表面为0级，无任何霉菌丛生情况出现，表现优异。
以上所述，仅为本发明的最优具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种高环境适应性的阻尼隔振材料，其特征在于，所述阻尼隔振材料包括以下质量份原料：氟橡胶50～90份，硅橡胶10～50份，气相法白炭黑15～100份，二苯基硅二醇1～5份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1～2份，氮化硼粉0.5～4份，四针状氧化锌1～10份，空心微珠1～7份，硅纳米棒0.5～5份。
2.根据权利要求1所述的高环境适应性的阻尼隔振材料，其特征在于，所述阻尼隔振硅材料包括以下质量份原料：氟橡胶50～70份，硅橡胶30～50份，气相法白炭黑15～90份，二苯基硅二醇2～5份，2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷1～2份，氮化硼粉2～4份，四针状氧化锌5～10份，空心微珠1～5份，硅纳米棒0.5～5份。
3.根据权利要求1或2任一所述的高环境适应性的阻尼隔振材料，其特征在于，还包括防霉剂0.5～1质量份。
4.一种高环境适应性的阻尼隔振硅材料制备方法，其特征在于，包括
步骤一：按质量份称量各个原料的组份，控制每种原料组份的质量误差在一定范围以内；
步骤二：将各原料组份投入密炼机进行密炼，并控制密炼温度；
步骤三：密炼完成后将混炼胶在开炼机上进行第一次混炼，之后出片并冷置；
步骤四：将混炼胶在开炼机上进行第二次混炼，并添加2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷，之后出片并冷置。
5.根据权利要求4所述的高环境适应性的阻尼隔振硅材料制备方法，其特征在于，质量误差范围为5％。
6.根据权利要求4所述的高环境适应性的阻尼隔振硅材料制备方法，其特征在于，控制温度为100℃以下。
7.根据权利要求4所述的高环境适应性的阻尼隔振硅材料制备方法，其特征在于，第一次混炼及第二次混炼的冷置时间均不低于24h。
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