CN109181319A - 一种机械减震用弹性胶泥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械减震用弹性胶泥，属于高分子材料技术领域。本发明研制的机械减震用弹性胶泥包括20～30份液体丁腈橡胶，10～12份钛酸酯，80～100份复配有机硅烷，4～6份催化剂，3～5份封端剂，2～4份防老剂和8～10份煤焦油，在产品制备时，先将复配有机硅烷和钛酸酯搅拌混合后，真空脱水，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温反应后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，恒温搅拌混合2～4h后，将混料机中物料转入真空箱中，静置放置24～36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。本发明技术方案制备的机械减震用弹性胶泥具有优异的阻尼性能的特点。

Description

一种机械减震用弹性胶泥
技术领域
本发明公开了一种机械减震用弹性胶泥，属于高分子材料技术领域。
背景技术
液压油、金属弹簧、橡胶是常用的3种缓冲减振介质或材料，由它们制作的缓冲减振产品称为缓冲器或减振器。利用未硫化硅橡胶的黏弹性、流动性和体积可压缩性制作的弹性胶泥是一种新型黏弹性高阻尼材料，由它制作的弹性胶泥缓冲器克服了液压缓冲器、弹簧缓冲器和硫化橡胶缓冲器的缺点，集合了它们的优点，具有特殊的减振缓冲性能和理想的使用寿命。而传统机械减震用弹性胶泥的阻尼性能无法进一步提升的弊端，因此，如何使机械减震用弹性胶泥发挥更好的性能成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。
弹性胶泥缓冲器是在20世纪80年代初首先使用的一种高性能缓冲器。弹性胶泥缓冲器主要应用于军工行业，如大炮、坦克等需要安装缓冲器的武器；在工业建筑、大桥、港口机械等行业得到推广应用。弹性胶泥缓冲器使用的介质弹性胶泥具有弹性、可压缩性和流动性，具备固、液2种属性，是车钩缓冲器理想的缓冲介质。弹性胶泥是由聚硅氧烷、填充剂、增塑剂和着色剂等组成的未交联共混物。其中，主体材料聚硅氧烷是决定弹性胶泥减震性能的主要因素。弹性胶泥中添加增塑剂的目的一是调节黏度、体积压缩率和阻尼值；二是降低成本。添加填充剂的目的是为在金属缓冲器表面形成稳定的保护膜，以减轻弹性胶泥对金属表面的摩擦磨损。根据减震器对弹性胶泥的性能要求，弹性胶泥主体材料只能选用高聚合度线型聚硅氧烷(如甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶)和硅油(如二甲基硅油和低苯基含量甲基苯基硅油)。
而传统机械减震用弹性胶泥还存在阻尼性能无法进一步提升的弊端。因此，如何改善传统机械减震用弹性胶泥的缺点，以获取更高综合性能的提升，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统机械减震用弹性胶泥的阻尼性能无法进一步提升的弊端，提供了一种机械减震用弹性胶泥。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种机械减震用弹性胶泥，包括以下重量份数的原料组成：
液体丁腈橡胶 20～30份
钛酸酯 10～12份
复配有机硅烷 80～100份
催化剂 4～6份
封端剂 3～5份
防老剂 2～4份
煤焦油 8～10份
所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶或无规端羧基液体丁腈橡胶中的任意一种。
所述钛酸酯为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸四乙酯中的任意一种。
所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：70～80份八甲基环四硅氧烷，10～15份硅烷偶联剂KH-560，3～5份八苯基环四硅氧烷和2～4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。
所述催化剂为四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵中的任意一种。
所述封端剂为六甲基二硅氧烷或三乙基氯硅烷中的任意一种。
所述防老剂为防老剂4010，防老剂RD或防老剂4020中任意一种。
所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案以复配有机硅烷为原料，并添加液体丁腈橡胶和钛酸酯，在产品制备过程中，有机硅烷发生聚合反应，形成线性聚硅氧烷，而液体丁腈橡胶分子结构中的羧基可与复配有机硅烷中的硅烷偶联剂啊KH-560分子结构中的环氧基发生酯化反应，从而在线性聚硅氧烷分子结构中引入丁腈橡胶柔性链段，形成嵌段共聚物，另外，钛酸酯可与上述反应产生的水分反应，生成二氧化钛，该反应过程温和，可有效保障水解反应的均匀性，有效避免了水解产物晶体的团聚和进一步生长，使其尺寸保持在纳米级，并被反应形成的大分子网络限定，避免发生沉降，且液体丁腈橡胶的存在，可使无机的纳米二氧化钛颗粒和聚硅氧烷树脂之间形成柔性弹性体界面，从而使弹性胶泥产品形成多相体系，且各相之间存在牢固的相互作用力，使之可良好共存，避免在存放过程中发生相分离；多相体系的引入，以及稳定存在，使产品的阻尼性能得以有效提升且可在使用过程中得以稳定长期保留；
（2）本发明技术方案通过辅以少量煤焦油作为助剂，且煤焦油采用中低温煤焦油的复配，中低温煤焦油相比于高温煤焦油而言，具有更好的流动性和活性，从而有利于上述反应过程中催化剂与各有机硅烷之间的充分接触，保障反应的充分快速进行，避免因反应的不充分而导致产品阻尼性能下降的弊端。
具体实施方式
按重量份数计，依次取20～30份液体丁腈橡胶，10～12份钛酸酯，80～100份复配有机硅烷，4～6份催化剂，3～5份封端剂，2～4份防老剂和8～10份煤焦油，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以400～800r/min转速搅拌混合40～50min后，于温度为45～50℃条件下，真空脱水30～60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至95～120℃，于搅拌转速为400～500r/min条件下，保温搅拌反应2～4h后，继续升温至150～160℃，保温搅拌反应1～2h后，继续升温至200～210℃，保温搅拌反应45～60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为55～65℃，搅拌转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合2～4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为80～100Pa条件下，静置放置24～36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶或无规端羧基液体丁腈橡胶中的任意一种。所述钛酸酯为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸四乙酯中的任意一种。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：70～80份八甲基环四硅氧烷，10～15份硅烷偶联剂KH-560，3～5份八苯基环四硅氧烷和2～4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵中的任意一种。所述封端剂为六甲基二硅氧烷或三乙基氯硅烷中的任意一种。所述防老剂为防老剂4010，防老剂RD或防老剂4020中任意一种。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例1
按重量份数计，依次取30份液体丁腈橡胶，12份钛酸酯，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂和10份煤焦油，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。所述钛酸酯为钛酸四丁酯。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，15份硅烷偶联剂KH-560，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例2
按重量份数计，依次取12份钛酸酯，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂和10份煤焦油，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述钛酸酯为钛酸四丁酯。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，15份硅烷偶联剂KH-560，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例3
按重量份数计，依次取30份固体丁腈橡胶，12份钛酸酯，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂和10份煤焦油，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述钛酸酯为钛酸四丁酯。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，15份硅烷偶联剂KH-560，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例4
按重量份数计，依次取30份液体丁腈橡胶，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂和10份煤焦油，先将复配有机硅烷加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，15份硅烷偶联剂KH-560，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例5
按重量份数计，依次取30份液体丁腈橡胶，12份钛酸酯，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂和10份煤焦油，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂和煤焦油倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。所述钛酸酯为钛酸四丁酯。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
实例6
按重量份数计，依次取30份液体丁腈橡胶，12份钛酸酯，100份复配有机硅烷，6份催化剂，5份封端剂，4份防老剂，先将复配有机硅烷和钛酸酯加入反应釜中，用搅拌器以800r/min转速搅拌混合50min后，于温度为50℃条件下，真空脱水60min，再向反应釜中加入催化剂和封端剂，并加热升温至120℃，于搅拌转速为500r/min条件下，保温搅拌反应4h后，继续升温至160℃，保温搅拌反应2h后，继续升温至210℃，保温搅拌反应60min后，停止加热，并自然冷却至室温，出料，得冷却料；再将所得冷却料、防老剂倒入混料机中，于温度为65℃，搅拌转速为800r/min条件下，恒温搅拌混合4h后，将混料机中物料转入真空箱中，于真空度为100Pa条件下，静置放置36h后，出料，密封保存，即得机械减震用弹性胶泥。所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶。所述钛酸酯为钛酸四丁酯。所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：80份八甲基环四硅氧烷，15份硅烷偶联剂KH-560，5份八苯基环四硅氧烷和4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。所述催化剂为四甲基氢氧化铵。所述封端剂为六甲基二硅氧烷。所述防老剂为防老剂4010。
对比例：无锡某新材料有限公司生产的机械减震用弹性胶泥。
将实例1至实例6所得的机械减震用弹性胶泥及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
将样品用玻璃容器盛装放置于220℃烘箱中，每次加热5h，每次加热完后取出冷却至常温采用旋转粘度计测试其粘度；在特定工装内灌装样品进行压缩回弹实验，于温度为-60℃垂向以1mm／s的速度加载至130kN后卸载测试其是否回弹。
具体检测结果如表1所示：
表1机械减震用弹性胶泥具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的机械减震用弹性胶泥具有优异的阻尼性能的特点，在高分子材料技术行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (8)

1. 一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，包括以下重量份数的原料组成：
液体丁腈橡胶 20～30份
钛酸酯 10～12份
复配有机硅烷 80～100份
催化剂 4～6份
封端剂 3～5份
防老剂 2～4份
煤焦油 8～10份。
2.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述液体丁腈橡胶为端羧基液体丁腈橡胶或无规端羧基液体丁腈橡胶中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述钛酸酯为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸四乙酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述复配有机硅烷是由以下重量份数的有机硅烷复配而成：70～80份八甲基环四硅氧烷，10～15份硅烷偶联剂KH-560，3～5份八苯基环四硅氧烷和2～4份四甲基四乙烯基环四硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述催化剂为四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述封端剂为六甲基二硅氧烷或三乙基氯硅烷中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述防老剂为防老剂4010，防老剂RD或防老剂4020中任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种机械减震用弹性胶泥，其特征在于，所述煤焦油为低温煤焦油和中温煤焦油按质量比为1：1配制而成。
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CN110513054A (zh) * 2019-09-21 2019-11-29 东北石油大学 一种井下减振器
CN110513054B (zh) * 2019-09-21 2021-03-05 东北石油大学 一种井下减振器

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