CN110655778A - 一种高减震性能的橡胶复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高减震性能的橡胶复合材料及其制备方法，其由TPU颗粒、木材提取液、酚醛树脂、丁苯橡胶、棉纤维、白炭黑、偶联剂KH550、交联剂UN557、硬脂酸、过氧化苯甲酰、硫酸铈和陶土组成。本发明提供的这种高减震性能的橡胶复合材料，具有极高的机械性能和较强的减震效果，具有很高的使用价值。

Description

一种高减震性能的橡胶复合材料及其制备方法

技术领域

本发明具体涉及一种高减震性能的橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

铁路轨道橡胶垫板，用于钢轨和混凝土枕轨之间或地下的弹性垫，其主要作用是把钢轨和轨枕弹性地结合起来，隔离车辆通过引起的震动和冲击，同时对信号进行绝缘。

中国专利“201310437995.3”公开了一种用于制作高铁轨道垫板的减震材料及其制备方法，其公开的用于制作高铁垫板的减震材料又以下重量份数的组分组成：酚醛树脂30-50份、苯酚树脂10-15份、硅橡胶30-50份、丁苯橡胶10-15份、白炭黑10-15份、偶联剂KH550 2-3份、交联剂UN557 2-3份、硬脂酸5-10份、过氧化苯甲酰1-2份、硫酸铈0.2-1.0、陶土10-15份。将原料混合，经熔融混合挤出制成减震材料，其可有效的降低高铁产生的噪声，降低建设成本，延长使用寿命。

但是，该发明公开的这种用于制作高铁轨道垫板的减震材料，采用酚醛树脂和硅橡胶为主体材料，机械性能较差，减震性能也有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种具有更高的机械性能、强减震效果的高减震性能的橡胶复合材料及其制备方法；目的之二在于公开其制备方法，其制备方法简单，操作方便。

本发明提供的技术方案如下：

1、一种高减震性能的橡胶复合材料，其配方如下：

由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒30-50份、木材提取液20-30份、酚醛树脂10-15份、丁苯橡胶5-8份、棉纤维3-5份、白炭黑8-10份、偶联剂KH550 0.5-1.5份、交联剂UN5570.5-1.2份、硬脂酸5-8份、过氧化苯甲酰1-2份、硫酸铈0.2-1.0份、陶土10-15份。

进一步，所述木材提取液与所述酚醛树脂按照1:2的配比添加。

进一步，所述木材提取液取自桃树枝提取物、杏树枝提取物和杨树枝提取物中的一种。

进一步，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒30份、木材提取液20份、酚醛树脂10份、丁苯橡胶5份、棉纤维3份、白炭黑8份、偶联剂KH5500.5份、交联剂UN557 0.5份、硬脂酸5份、过氧化苯甲酰1份、硫酸铈0.2份、陶土10份。

进一步，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒40份、木材提取液25份、酚醛树脂12.5份、丁苯橡胶7份、棉纤维4份、白炭黑9份、偶联剂KH5501.0份、交联剂UN557 0.8份、硬脂酸7份、过氧化苯甲酰1.5份、硫酸铈0.7份、陶土12份。

进一步，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒50份、木材提取液30份、酚醛树脂15份、丁苯橡胶8份、棉纤维5份、白炭黑10份、偶联剂KH5501.5份、交联剂UN557 1.2份、硬脂酸8份、过氧化苯甲酰2份、硫酸铈1.0份、陶土15份。

2、关于一种高减震性能的橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤:

S1:按照配方给定的原料组分，加入到密炼机内，在180℃的混炼温度下，80-120rpm转子转读向下，混练35-45分钟；

S2：通过螺杆挤出机进行挤出造粒，得高减震性能的橡胶复合材料，其中，挤出机的各段温度设置为230-275℃。

本发明的有益效果:

本发明现公开的这种高减震性能的橡胶复合材料，具有较高的机械性能，其减震效果较强，其中，各组分的发挥的效果如下：

(1)采用TPU颗粒为主体原料，其各方面性能优于酚醛树脂和硅橡胶，配方中还添加了木材提取液，木材提取液中含有大量的纤维素、木质素和半纤维素，其中含有的纤维素和丁苯橡胶相互穿插，按照木材提取液与所述酚醛树脂按照1:2的配比，可以形成稳定的互穿网络结构，可在很大程度上增加橡胶复合材料的机械性能；其中纤维素分子有极性，分子链之间相互作用力很强，故其刚性较强，辅助维持TPU的性质的稳定；

(2)添加的木材提取液选自桃树枝、杏树枝或杨树枝，其方便提取、来源丰富、成本低廉，木材提取液中含有含有微量的皂甙，其具有乳化作用，可辅助交联剂发挥作用。

具体实施方式

下面结合图表，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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

一种高减震性能的橡胶复合材料，有以下重量kg数的组分组成:TPU颗粒30kg、桃树枝提取液20kg、酚醛树脂10kg、丁苯橡胶5kg、棉纤维3kg、白炭黑8kg、偶联剂KH5500.5kg、交联剂UN557 0.5kg、硬脂酸5kg、过氧化苯甲酰1kg、硫酸铈0.2kg、陶土10kg。

关于高减震性能的橡胶复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1:按照配方给定的原料组分，加入到密炼机内，在180℃的混炼温度下，80rpm转子转读向下，混练35分钟；

S2：通过螺杆挤出机进行挤出造粒，得高减震性能的橡胶复合材料，其中，挤出机的各段温度设置为230℃。

实施例2

一种高减震性能的橡胶复合材料，有以下重量kg数的组分组成:TPU颗粒40kg、杏树枝提取液25kg、酚醛树脂12.5kg、丁苯橡胶7kg、棉纤维4kg、白炭黑9kg、偶联剂KH5501.0kg、交联剂UN557 0.8kg、硬脂酸7kg、过氧化苯甲酰1.5kg、硫酸铈0.7kg、陶土12kg。

关于高减震性能的橡胶复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1:按照配方给定的原料组分，加入到密炼机内，在180℃的混炼温度下，100rpm转子转读向下，混练40分钟；

S2：通过螺杆挤出机进行挤出造粒，得高减震性能的橡胶复合材料，其中，挤出机的各段温度设置为250℃。

实施例3

一种高减震性能的橡胶复合材料，有以下重量kg数的组分组成:TPU颗粒50kg、杨树枝提取液30kg、酚醛树脂15kg、丁苯橡胶8kg、棉纤维5kg、白炭黑10kg、偶联剂KH5501.5kg、交联剂UN557 1.2kg、硬脂酸8kg、过氧化苯甲酰2kg、硫酸铈1.0kg、陶土15kg。

关于高减震性能的橡胶复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1:按照配方给定的原料组分，加入到密炼机内，在180℃的混炼温度下，120rpm转子转读向下，混练45分钟；

S2：通过螺杆挤出机进行挤出造粒，得高减震性能的橡胶复合材料，其中，挤出机的各段温度设置为275℃。

对比例

按照中国专利“201310437995.3”公开的用于制作高铁轨道垫板的减震材料，实施例1中给定的配方和制备方法，制作减震材料。其中，酚醛树脂30kg、苯酚树脂10kg、硅橡胶30kg、丁苯橡胶10kg、白炭黑15kg、偶联剂KH5502kg、交联剂UN5573kg、硬脂酸10kg、过氧化苯甲酰2kg、硫酸铈1kg、陶土15kg。

按照下述方法制备：

步骤1：按上述重量份数称取各组分；

步骤2：将上述组分在高速混合机种混合；

步骤3：将混合均匀的各组分置于挤出机中，经熔融混合挤出，其工艺条件为：一区温度为220度，二区温度为230度，三区温度为235度，四区温度为245度，五区温度为250度，六区温度为250度，七区温度为255度，主机，主机转速为350Rpm。得到用于制作高铁轨道垫板的减震材料。

通过利用实施例1公开的原料配方和制备方法，制备成的高减震性能的橡胶复合材料，按照行业标准或国家标准中的测量方法测定系列参数；对比例的参数直接摘录文献中国专利“201310437995.3”公开的用于制作高铁轨道垫板的减震材料中的给定的测定数据。(需要说明的是，由于物价的变动，成本的测定按照最新的物价标准评定)

表1：实施例1至3的配料表；

表2：测试结果。

表1

表2

对表2给定的数据分析可得，本发明提供的高减震性能的橡胶复合材料，具有更高的机械性能和更强减震效果，增加各方面性能的情况下，其成本还可以控制在合适的区间内，可以大规模的使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成:TPU颗粒30-50份、木材提取液20-30份、酚醛树脂10-15份、丁苯橡胶5-8份、棉纤维3-5份、白炭黑8-10份、偶联剂KH550 0.5-1.5份、交联剂UN557 0.5-1.2份、硬脂酸5-8份、过氧化苯甲酰1-2份、硫酸铈0.2-1.0份、陶土10-15份。

2.根据权利要求1所述的一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于：所述木材提取液与所述酚醛树脂按照1:2的配比添加。

3.根据权利要求1所述的一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于：所述木材提取液取自桃树枝提取物、杏树枝提取物和杨树枝提取物中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒30份、木材提取液20份、酚醛树脂10份、丁苯橡胶5份、棉纤维3份、白炭黑8份、偶联剂KH550 0.5份、交联剂UN557 0.5份、硬脂酸5份、过氧化苯甲酰1份、硫酸铈0.2份、陶土10份。

5.根据权利要求1所述的一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒40份、木材提取液25份、酚醛树脂12.5份、丁苯橡胶7份、棉纤维4份、白炭黑9份、偶联剂KH550 1.0份、交联剂UN557 0.8份、硬脂酸7份、过氧化苯甲酰1.5份、硫酸铈0.7份、陶土12份。

6.根据权利要求1所述的一种高减震性能的橡胶复合材料，其特征在于，所述高减震性能的橡胶复合材料由以下重量份数的组分组成：TPU颗粒50份、木材提取液30份、酚醛树脂15份、丁苯橡胶8份、棉纤维5份、白炭黑10份、偶联剂KH550 1.5份、交联剂UN557 1.2份、硬脂酸8份、过氧化苯甲酰2份、硫酸铈1.0份、陶土15份。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种高减震性能的橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:

S1:按照配方给定的原料组分，加入到密炼机内，在180℃的混炼温度下，80-120rpm转子转读向下，混练35-45分钟；

S2：通过螺杆挤出机进行挤出造粒，得高减震性能的橡胶复合材料，其中，挤出机的各段温度设置为230-275℃。