CN109354728A - 一种减振材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减振材料及其制备方法，属于减振材料领域。所述减振材料包括以下重量份的组分：顺丁橡胶20‑30份、天然橡胶25‑45份、异戊橡胶30‑40份、碳纤维15‑21份、聚氨酯纤维18‑24份、蛭石粉6‑8份、二氧化硅5‑7份、云母鳞片5‑9份、甲基硅油3‑5份、纳米活性碳酸钙5‑9份、环氧树脂14‑18份、偶联剂2‑4份、防老剂1‑3份。本发明所述减振材料大大提升了减振性能，且具有优异的耐磨性和抗老化性能。

Description

一种减振材料及其制备方法
技术领域
本发明属于减振材料领域，具体涉及一种减振材料及其制备方法。
背景技术
振动在日常生活和工业生产中普遍存在，如日常交通工具行驶过程中的车体振动、列车通过桥梁时路基的振动、飞机飞行过程中受气流作用产生的机翼和机身的振动、以及工业生产中机床振动等。大多数振动对我们的生活和生产具有不利影响，随着人们生活品质的不断提高，对减振降噪提出了越来越高的要求。因此，在减振材料的供给方面也需要有更多的高性能材料来满足更为广泛的需求。目前采用的减振和隔振材料中，橡胶类产品的应用较为广泛。许多振动工程领域用到了橡胶制备的减振产品。但是只依靠橡胶制得的减振材料减振效果不佳，在现代社会高速发展的前提下，急需具有高性能的减振材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减振材料及其制备方法，该减振材料大大提升了减振性能，且具有优异的耐磨性和抗老化性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种减振材料，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶20-30份、天然橡胶25-45份、异戊橡胶30-40份、碳纤维15-21份、聚氨酯纤维18-24份、蛭石粉6-8份、二氧化硅5-7份、云母鳞片5-9份、甲基硅油3-5份、纳米活性碳酸钙5-9份、环氧树脂14-18份、偶联剂2-4份、防老剂1-3份。
优选地，所述减振材料，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶25份、天然橡胶35份、异戊橡胶35份、碳纤维18份、聚氨酯纤维21份、蛭石粉7份、二氧化硅6份、云母鳞片7份、甲基硅油4份、纳米活性碳酸钙7份、环氧树脂16份、偶联剂3份、防老剂2份。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、A151、A171中的一种或多种。
优选地，所述防老剂为N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、2-硫醇基苯并咪唑中的一种。
优选地，所述减振材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维网制备：将碳纤维和聚氨酯纤维剪切成5-20mm的短纤维，然后混合均匀，送入开松机进行开松，开松之后送入梳理装置进行梳理，接着再通过铺网机制成纵横交错的纤网，然后利用缝编机进行缝编加固，制得纤维网；
(2)橡胶层制备：将顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶放入密炼机中密炼30-45min，制得母料，然后将母料、蛭石粉、二氧化硅放入捏合机内捏合30-40min，再加入云母鳞片、偶联剂、防老剂继续捏合30-40min，捏合结束后进行热处理，热处理结束待温度降至室温后进行返炼，然后用平板硫化机硫化制成橡胶，最后通过热压机压制成型，制得橡胶层；
(3)复合成型：将甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂混合均匀，取三层纤维网逐层铺设，在层间填充甲基硅油和环氧树脂的混合料，得到纤维网层；
(4)热压成型：在纤维网层上端和下端分别复合橡胶层，进行热压定型，即得所述减振材料。
优选地，所述步骤(1)中，纤维网的体积密度为0.10-0.85g/cm3，平均孔径为20-35μm。
优选地，所述步骤(3)中三层纤维网铺设方式如下，先将第一层纤维网展开，以第一层纤维网的铺设方向为原始方向，第二层纤维网顺时针旋转30°铺设到第一层纤维网的上端，第三层纤维网顺时针旋转60°铺设到第二层纤维网的上端。
优选地，所述步骤(4)中，在纤维网层上、下两端复合橡胶层后，按纤维网层、橡胶层的次序继续复合在橡胶层远离纤维网层的一端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)橡胶基层和橡胶表层以顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶制得母料，顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶均具有优异的弹性，顺丁橡胶、异戊橡胶具有优异的耐磨性和耐老化性能。
2)通过添加二氧化硅，可以增加成品的耐磨性，添加云母鳞片，可以提高成品的抗老化、耐磨、减振性能。
3)三层纤维网每一层的铺设方向不同，使纤维网的孔不会完全重合，从而产生更多的孔，然后利用甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂进行填充，甲基硅油具有良好的润滑性和较高的抗压缩性，可以防止三层纤维网相互挤压变形，纳米活性碳酸钙与环氧树脂相容性好，可以使纤维网层永久变形小，从而提高成品的减振效果。
4)在纤维网层外复合橡胶层，可以起到多级减振效果，从而提高成品的减振效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种减振材料，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶20份、天然橡胶25份、异戊橡胶30份、碳纤维15份、聚氨酯纤维18份、蛭石粉6份、二氧化硅5份、云母鳞片5份、甲基硅油3份、纳米活性碳酸钙5份、环氧树脂14份、偶联剂2份、防老剂1份；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550；所述防老剂为N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍。
所述减振材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维网制备：将碳纤维和聚氨酯纤维剪切成5mm的短纤维，然后混合均匀，送入开松机进行开松，开松之后送入梳理装置进行梳理，接着再通过铺网机制成纵横交错的纤网，然后利用缝编机进行缝编加固，制得纤维网，纤维网的体积密度为0.10g/cm3，平均孔径为20μm；
(2)橡胶层制备：将顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶放入密炼机中密炼30min，制得母料，然后将母料、蛭石粉、二氧化硅放入捏合机内捏合30min，再加入云母鳞片、偶联剂、防老剂继续捏合30min，捏合结束后进行热处理，热处理结束待温度降至室温后进行返炼，然后用平板硫化机硫化制成橡胶，最后通过热压机压制成型，制得橡胶层；
(3)复合成型：将甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂混合均匀，取三层纤维网逐层铺设，在层间填充甲基硅油和环氧树脂的混合料，得到纤维网层，三层纤维网铺设方式如下，先将第一层纤维网展开，以第一层纤维网的铺设方向为原始方向，第二层纤维网顺时针旋转30°铺设到第一层纤维网的上端，第三层纤维网顺时针旋转60°铺设到第二层纤维网的上端；
(4)热压成型：在纤维网层上端和下端分别复合橡胶层，,进行热压定型，即得所述减振材料。
实施例2
一种减振材料，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶25份、天然橡胶35份、异戊橡胶35份、碳纤维18份、聚氨酯纤维21份、蛭石粉7份、二氧化硅6份、云母鳞片7份、甲基硅油4份、纳米活性碳酸钙7份、环氧树脂16份、偶联剂3份、防老剂2份；所述偶联剂为硅烷偶联剂A151；所述防老剂为N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍。
所述减振材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维网制备：将碳纤维和聚氨酯纤维剪切成14mm的短纤维，然后混合均匀，送入开松机进行开松，开松之后送入梳理装置进行梳理，接着再通过铺网机制成纵横交错的纤网，然后利用缝编机进行缝编加固，制得纤维网，纤维网的体积密度为0.48g/cm3，平均孔径为27μm；
(2)橡胶层制备：将顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶放入密炼机中密炼38min，制得母料，然后将母料、蛭石粉、二氧化硅放入捏合机内捏合35min，再加入云母鳞片、偶联剂、防老剂继续捏合35min，捏合结束后进行热处理，热处理结束待温度降至室温后进行返炼，然后用平板硫化机硫化制成橡胶，最后通过热压机压制成型，制得橡胶层；
(3)复合成型：将甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂混合均匀，取三层纤维网逐层铺设，在层间填充甲基硅油和环氧树脂的混合料，得到纤维网层，三层纤维网铺设方式如下，先将第一层纤维网展开，以第一层纤维网的铺设方向为原始方向，第二层纤维网顺时针旋转30°铺设到第一层纤维网的上端，第三层纤维网顺时针旋转60°铺设到第二层纤维网的上端；
(4)热压成型：在纤维网层上端和下端分别复合橡胶层，在纤维网层上、下两端复合橡胶层后，继续重复复合一层纤维网层和一层橡胶层，然后进行热压定型，即得所述减振材料。
实施例3
一种减振材料，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶30份、天然橡胶45份、异戊橡胶40份、碳纤维21份、聚氨酯纤维24份、蛭石粉8份、二氧化硅7份、云母鳞片9份、甲基硅油5份、纳米活性碳酸钙9份、环氧树脂18份、偶联剂4份、防老剂3份；所述偶联剂为硅烷偶联剂A171；所述防老剂为2-硫醇基苯并咪唑。
所述减振材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)纤维网制备：将碳纤维和聚氨酯纤维剪切成20mm的短纤维，然后混合均匀，送入开松机进行开松，开松之后送入梳理装置进行梳理，接着再通过铺网机制成纵横交错的纤网，然后利用缝编机进行缝编加固，制得纤维网，纤维网的体积密度为0.85g/cm3，平均孔径为35μm；
(2)橡胶层制备：将顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶放入密炼机中密炼45min，制得母料，然后将母料、蛭石粉、二氧化硅放入捏合机内捏合40min，再加入云母鳞片、偶联剂、防老剂继续捏合40min，捏合结束后进行热处理，热处理结束待温度降至室温后进行返炼，然后用平板硫化机硫化制成橡胶，最后通过热压机压制成型，制得橡胶层；
(3)复合成型：将甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂混合均匀，取三层纤维网逐层铺设，在层间填充甲基硅油和环氧树脂的混合料，得到纤维网层，三层纤维网铺设方式如下，先将第一层纤维网展开，以第一层纤维网的铺设方向为原始方向，第二层纤维网顺时针旋转30°铺设到第一层纤维网的上端，第三层纤维网顺时针旋转60°铺设到第二层纤维网的上端；
(4)热压成型：在纤维网层上端和下端分别复合橡胶层，在纤维网层上、下两端复合橡胶层后，继续按纤维网层、橡胶层的次序复合两次，然后进行热压定型，即得所述减振材料。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种减振材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶20-30份、天然橡胶25-45份、异戊橡胶30-40份、碳纤维15-21份、聚氨酯纤维18-24份、蛭石粉6-8份、二氧化硅5-7份、云母鳞片5-9份、甲基硅油3-5份、纳米活性碳酸钙5-9份、环氧树脂14-18份、偶联剂2-4份、防老剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种减振材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：顺丁橡胶25份、天然橡胶35份、异戊橡胶35份、碳纤维18份、聚氨酯纤维21份、蛭石粉7份、二氧化硅6份、云母鳞片7份、甲基硅油4份、纳米活性碳酸钙7份、环氧树脂16份、偶联剂3份、防老剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种减振材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、A151、A171中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种减振材料，其特征在于：所述防老剂为N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍、2-硫醇基苯并咪唑中的一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种减振材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)纤维网制备：将碳纤维和聚氨酯纤维剪切成5-20mm的短纤维，然后混合均匀，送入开松机进行开松，开松之后送入梳理装置进行梳理，接着再通过铺网机制成纵横交错的纤网，然后利用缝编机进行缝编加固，制得纤维网；
(2)橡胶层制备：将顺丁橡胶、天然橡胶、异戊橡胶放入密炼机中密炼30-45min，制得母料，然后将母料、蛭石粉、二氧化硅放入捏合机内捏合30-40min，再加入云母鳞片、偶联剂、防老剂继续捏合30-40min，捏合结束后进行热处理，热处理结束待温度降至室温后进行返炼，然后用平板硫化机硫化制成橡胶，最后通过热压机压制成型，制得橡胶层；
(3)复合成型：将甲基硅油、纳米活性碳酸钙、环氧树脂混合均匀，取三层纤维网逐层铺设，在层间填充甲基硅油和环氧树脂的混合料，得到纤维网层；
(4)热压成型：在纤维网层上端和下端分别复合橡胶层，进行热压定型，即得所述减振材料。
6.根据权利要求5所述的一种减振材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，纤维网的体积密度为0.10-0.85g/cm3，平均孔径为20-35μm。
7.根据权利要求5所述的一种减振材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中三层纤维网铺设方式如下，先将第一层纤维网展开，以第一层纤维网的铺设方向为原始方向，第二层纤维网顺时针旋转30°铺设到第一层纤维网的上端，第三层纤维网顺时针旋转60°铺设到第二层纤维网的上端。
8.根据权利要求5所述的一种减振材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，在纤维网层上、下两端复合橡胶层后，按纤维网层、橡胶层的次序继续复合在橡胶层远离纤维网层的一端。
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