CN114773740A

CN114773740A - 一种高温耐久降噪橡胶材料及其制备方法和制品

Info

Publication number: CN114773740A
Application number: CN202210562452.3A
Authority: CN
Inventors: 宋玖月; 王振业; 王建; 陈志勇
Original assignee: Ningguo Jiuding Rubber & Plastic Products Co ltd
Current assignee: Ningguo Jiuding Rubber & Plastic Products Co ltd
Priority date: 2022-05-23
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2022-07-22

Abstract

一种高温耐久降噪橡胶材料及其制备方法和制品，包括所述高温耐久降噪橡胶材料的分子结构包括丁腈橡胶分子链、二级溴化丁基橡胶分子链、EVA‑二级溴化丁基橡胶互穿分子链、EVA‑丁腈橡胶互穿分子链；S1、构筑一级溴化丁基橡胶复合材料：S2、制备硫化活性补强剂：S3、构筑二级溴化丁基橡胶复合材料：S4、构筑三级溴化丁基橡胶复合材料：本发明够有效的提高橡胶材料的使用性能，使得橡胶材料耐高温能力更高、使用寿命更久，阻尼性能更好，噪音更低。

Description

一种高温耐久降噪橡胶材料及其制备方法和制品

技术领域

本发明属于橡塑制品加工技术领域，特别涉及一种高温耐久降噪橡胶材料及其制备方法和制品。

背景技术

汽车发动机震动噪声是一直来亟待解决的问题，这主要由于发动机与车用空调电磁离合器等设备连接处的动力传递不稳定所致。汽车空调电磁离合器是汽车空调正常运转的关键部件，其机械驱动盘减震效果差，噪音大，大多数厂商使用橡胶驱动盘进行软连接，在震动全过程中，将机械能转换为热能，降低了震幅，然而，这种橡胶连接驱动盘的往往需要在高温、高震动条件下使用，目前的橡胶材料还无法很好的满足汽车橡胶驱动盘的使用需要，耐高温能力、使用寿命以及降噪能力均有待提高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种高温耐久降噪橡胶材料，具体技术方案如下：

一种高温耐久降噪橡胶材料，包括所述高温耐久降噪橡胶材料的分子结构包括丁腈橡胶分子链、二级溴化丁基橡胶分子链、EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链、EVA-丁腈橡胶互穿分子链，

所述丁腈橡胶分子链、二级溴化丁基橡胶分子链、EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链、EVA-丁腈橡胶互穿分子链均为网络结构；

EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链与多个二级溴化丁基橡胶分子链、多个EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链、多个EVA-丁腈橡胶互穿分子链交联连接；

EVA-丁腈橡胶互穿分子链与多个丁腈橡胶分子链、多个EVA-丁腈橡胶互穿分子链、多个EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链交联连接。

进一步的，所述二级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的一级溴化丁基橡胶分子链，一级溴化丁基橡胶分子链所围的每个分子网孔区内均填入有硫化活性补强剂分子、酚醛树脂交联链，两条一级溴化丁基橡胶分子链之间通过酚醛树脂交联链交联连接，每个硫化活性补强剂分子均通过两个羧基与两个一级溴化丁基橡胶分子链交联连接。

进一步的，所述一级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的溴化丁基橡胶基体分子链，溴化丁基橡胶基体分子链所围的每个分子网孔区内均填入有炭黑分子、酚醛树脂分子链、含硫硅烷偶联剂分子链；两条溴化丁基橡胶基体分子链之间通过酚醛树脂分子链交联连接，每个炭黑分子均通过两个硫硅烷偶联剂分子链与两个溴化丁基橡胶基体分子链交联连接。

一种高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1、构筑一级溴化丁基橡胶复合材料：

通过含硫硅烷偶联剂对炭黑进行表面处理，制得有机-无机复合物；

将所述有机-无机复合物与溴化丁基橡胶基体、酚醛树脂进行共混复合，制得具有多重交联网络结构的一级溴化丁基橡胶复合材料；

S2、制备硫化活性补强剂：

将氧化锌纳米颗粒锚定在多孔二氧化硅的表面，制得硫化活性补强剂；

S3、构筑二级溴化丁基橡胶复合材料：

将S2制备的硫化活性补强剂加入至一级溴化丁基橡胶复合材料中，搅拌混合，制得含有动态离子交联键的二级溴化丁基橡胶复合材料；

S4、构筑三级溴化丁基橡胶复合材料：

S4.1、将S3制备的二级溴化丁基橡胶复合材料与丁腈橡胶共混；

S4.2、向S4.1制得的共混物中投加EVA，制得具有互传聚合物网络结构的三级溴化丁基橡胶复合材料。

进一步的，所述丁腈橡胶的玻璃化转变温度为-10±5℃。

本发明的有益效果是：

1、硫化活性补强剂既可以充当一级溴化丁基橡胶复合材料的硫化活化剂，又可以增强一级溴化丁基橡胶复合材料的基体，降低了硫化反应的活化能，能够提高一级溴化丁基橡胶复合材料的交联密度；

一级溴化丁基橡胶的羧酸基团与二氧化硅表面的氧化锌存在静电吸附对的作用生成动态离子键结构，从而构筑多维多层次有机-无机双重交联网络结构，提高一级溴化丁基橡胶复合材料的耐热、耐久性能，同时Zn²⁺交联键的动态特性可以在耗散能量赋子材料优异的抗震阻尼性；

2、丁腈橡胶可改善二级溴化丁基橡胶复合材料的高温阻尼性能：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA的添加目的，为了解决丁腈橡胶NBR-二级溴化丁基橡胶复合材料共混之间的相容性差，面粘合性差等问题；EVA分子链中同时含有非极性乙烯段和极性醋酸乙烯酯段，它可以作为相容剂添加到丁腈橡胶/二级溴化丁基橡胶复合材料共混物中，以降低表面张力，改善两相的相容性构建互传聚合物网络结构,同时改善机械和阻尼性能。

3、通过本发明提供的制备方法，能够有效的提高橡胶材料的使用性能，使得橡胶材料耐高温能力更高、使用寿命更久，阻尼性能更好，噪音更低。

附图说明

图1示出了本发明的一级溴化丁基橡胶复合材料的结构示意图；

图2示出了本发明的二级溴化丁基橡胶复合材料结构示意图；

图3示出了本发明的三级溴化丁基橡胶复合材料结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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

一种高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1、构筑一级溴化丁基橡胶复合材料：

本步骤的效果为：用含硫硅烷偶联剂与炭黑表面的羟基发生反应，使炭黑由亲水性变为疏水性，从而改善了炭黑与橡胶之间的相容性，促进了炭黑的分散性，减少炭黑的附聚现象；

本步骤的效果为：由于含硫硅烷偶联剂的分子本身含有4个硫原子，硫化过程中其可以作为硫化剂参与了硫化,提高了炭黑聚集体附近橡胶网络的交联密度，在炭黑与填料之间形成化合键和作用；

酚醛树脂的加入可以增强橡胶分子链之间的相互作用，含硫硅烷偶联剂可以增强炭黑与橡胶分子链之间的相互作用；从而构建层次多维的拓扑网络结构，增大橡胶链段运动时的内摩擦，同时改善材料的耐久耐热和减震阻尼性能；

S2、制备硫化活性补强剂：

S3、构筑二级溴化丁基橡胶复合材料BIIR：

本步骤的效果为：

硫化活性补强剂既可以充当一级溴化丁基橡胶复合材料的硫化活化剂，又可以增强一级溴化丁基橡胶复合材料的基体，降低了硫化反应的活化能，能够提高一级溴化丁基橡胶复合材料的交联密度；

一级溴化丁基橡胶的羧酸基团与二氧化硅表面的氧化锌存在静电吸附对的作用生成动态离子键结构，从而构筑多维多层次有机-无机双重交联网络结构，提高一级溴化丁基橡胶复合材料的耐热、耐久性能，同时Zn²⁺交联键的动态特性可以在耗散能量赋子材料优异的抗震阻尼性。

S4、构筑三级溴化丁基橡胶复合材料：

S4.1、将S3制备的二级溴化丁基橡胶复合材料与丁腈橡胶共混，丁腈橡胶的玻璃化转变温度为-10±5℃；

本步骤的效果为：丁腈橡胶可改善二级溴化丁基橡胶复合材料的高温阻尼性能。

本步骤的效果为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA的添加目的，为了解决丁腈橡胶NBR-二级溴化丁基橡胶复合材料共混之间的相容性差，面粘合性差等问题；EVA分子链中同时含有非极性乙烯段和极性醋酸乙烯酯段，它可以作为相容剂添加到丁腈橡胶/二级溴化丁基橡胶复合材料共混物中，以降低表面张力，改善两相的相容性构建互传聚合物网络结构,同时改善机械和阻尼性能。

实施例2

为进一步阐述具有互传聚合物网络结构的三级溴化丁基橡胶复合材料，给出如下的结构设计：

如图3所示，所述高温耐久降噪橡胶材料的分子结构包括丁腈橡胶分子链、二级溴化丁基橡胶分子链、EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链、EVA-丁腈橡胶互穿分子链，

如图2所示，为进一步阐述具有含有动态离子交联键的二级溴化丁基橡胶复合材料，给出如下的结构设计：

所述二级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的一级溴化丁基橡胶分子链，一级溴化丁基橡胶分子链所围的每个分子网孔区内均填入有硫化活性补强剂分子、酚醛树脂交联链，两条一级溴化丁基橡胶分子链之间通过酚醛树脂交联链交联连接，每个硫化活性补强剂分子均通过两个羧基与两个一级溴化丁基橡胶分子链交联连接。

如图1所示，为进一步阐述多重交联网络结构的一级溴化丁基橡胶复合材料，给出以下的结构设计：

所述一级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的溴化丁基橡胶基体分子链，溴化丁基橡胶基体分子链所围的每个分子网孔区内均填入有炭黑分子、酚醛树脂分子链、含硫硅烷偶联剂分子链；两条溴化丁基橡胶基体分子链之间通过酚醛树脂分子链交联连接，每个炭黑分子均通过两个硫硅烷偶联剂分子链与两个溴化丁基橡胶基体分子链交联连接。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种高温耐久降噪橡胶材料，其特征在于：所述高温耐久降噪橡胶材料的分子结构包括丁腈橡胶分子链、二级溴化丁基橡胶分子链、EVA-二级溴化丁基橡胶互穿分子链、EVA-丁腈橡胶互穿分子链，

2.根据权利要求1所述的高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述二级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的一级溴化丁基橡胶分子链，一级溴化丁基橡胶分子链所围的每个分子网孔区内均填入有硫化活性补强剂分子、酚醛树脂交联链，两条一级溴化丁基橡胶分子链之间通过酚醛树脂交联链交联连接，每个硫化活性补强剂分子均通过两个羧基与两个一级溴化丁基橡胶分子链交联连接。

3.根据权利要求2所述的高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述一级溴化丁基橡胶分子链的分子结构包括网格状分布的溴化丁基橡胶基体分子链，溴化丁基橡胶基体分子链所围的每个分子网孔区内均填入有炭黑分子、酚醛树脂分子链、含硫硅烷偶联剂分子链；两条溴化丁基橡胶基体分子链之间通过酚醛树脂分子链交联连接，每个炭黑分子均通过两个硫硅烷偶联剂分子链与两个溴化丁基橡胶基体分子链交联连接。

4.一种高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

S1、构筑一级溴化丁基橡胶复合材料：

S2、制备硫化活性补强剂：

S3、构筑二级溴化丁基橡胶复合材料：

S4、构筑三级溴化丁基橡胶复合材料：

5.根据权利要求4所述的高温耐久降噪橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述丁腈橡胶的玻璃化转变温度为-10±5℃。

6.一种橡胶制品，其特征在于：所述橡胶制品应用上述权利要求3所述的高温耐久降噪橡胶材料。