CN115678120B - 一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 - Google Patents
一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115678120B CN115678120B CN202210971000.0A CN202210971000A CN115678120B CN 115678120 B CN115678120 B CN 115678120B CN 202210971000 A CN202210971000 A CN 202210971000A CN 115678120 B CN115678120 B CN 115678120B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistant
- radiation
- parts
- rubber
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 77
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 13
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 1-benzofuran Chemical compound C1=CC=C2OC=CC2=C1 IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 9
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- -1 nitrogenous organic base Chemical class 0.000 claims description 6
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 6
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 6
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical compound [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 claims description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 5
- ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethyl-1h-quinoline Chemical class C1=CC=C2C(C)=CC(C)(C)NC2=C1 ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 4
- KEQFTVQCIQJIQW-UHFFFAOYSA-N N-Phenyl-2-naphthylamine Chemical compound C=1C=C2C=CC=CC2=CC=1NC1=CC=CC=C1 KEQFTVQCIQJIQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 4
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 4
- HIHIPCDUFKZOSL-UHFFFAOYSA-N ethenyl(methyl)silicon Chemical compound C[Si]C=C HIHIPCDUFKZOSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DECIPOUIJURFOJ-UHFFFAOYSA-N ethoxyquin Chemical compound N1C(C)(C)C=C(C)C2=CC(OCC)=CC=C21 DECIPOUIJURFOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 claims description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 4
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine Chemical compound C1=CC(NC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 OUBMGJOQLXMSNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N biphenylacetylene Chemical group C1=CC=CC=C1C#CC1=CC=CC=C1 JRXXLCKWQFKACW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NKTZYSOLHFIEMF-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)tungsten;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][W]([O-])(=O)=O NKTZYSOLHFIEMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011297 pine tar Substances 0.000 claims description 3
- 229940068124 pine tar Drugs 0.000 claims description 3
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims description 3
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 2
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 claims description 2
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 claims description 2
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 claims description 2
- ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N ethoxymethanedithioic acid Chemical compound CCOC(S)=S ZOOODBUHSVUZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 claims description 2
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 claims description 2
- QYSZZHWOKDMIDB-UHFFFAOYSA-N n-[(6,6-dimethylcyclohexa-2,4-dien-1-yl)methyl]-n-phenylaniline Chemical compound CC1(C)C=CC=CC1CN(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 QYSZZHWOKDMIDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002674 ointment Substances 0.000 claims description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 claims description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 2
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 239000012991 xanthate Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- LBFUKZWYPLNNJC-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii,iii) oxide Chemical compound [Co]=O.O=[Co]O[Co]=O LBFUKZWYPLNNJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐辐照磁流变弹性体,所述磁流变弹性体原料按重量份包括以下组分:橡胶基体20~40份、磁性耐辐照增强颗粒60~70份、活性剂2~3份、防老剂1.2~3.7份、补强剂4~8份、软化剂0.8~1.2份、促进剂0~0.2份、硫化剂0.5~1.2份,耐辐照剂0~0.5份,所述磁性耐辐照增强颗粒由磁性颗粒与耐辐照颗粒粘结成颗粒团簇;克服室温硫化橡胶强度低,且不耐辐照的问题,充分发挥橡胶在辐照环境下的减振降噪优势,具有耐辐照、拉伸强度高、耐老化、耐疲劳的特点。
Description
技术领域
本发明涉及应用于辐照环境的智能减振降噪材料技术领域,具体涉及一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法。
背景技术
磁流变弹性体是一种主要以聚合物为基体,磁性颗粒为磁控颗粒的一种智能材料,在添加外部磁场的情况下,自身的刚度发生改变,所以可以通过调节外部磁场达到变刚度的目的,具有可逆、连续和快速的特点,在减振降噪、隔振吸振、柔性驱动以及导电传感等方面有广阔的应用前景。而橡胶是一种具有高弹性的聚合物材料,在力的作用能够产生很大形变,撤走外力后能够恢复原状,具有良好的性能,但在一些有放射性的工作环境,例如核电站工作气囊、核潜艇减振平台等场所,除了对橡胶的力学强度、疲劳性能、耐老化性能提出要求外,还对耐辐照特性具有严格的要求。一般来说,射线辐照会使聚合物发生交联反应和分子链裂解,从而使橡胶的硬度增加,性能下降,严重地会丧失原有的特性,这就对橡胶的耐辐照性能提出了非常高的要求。
目前,橡胶所使用的基体大多是聚氨酯、室温硫化硅橡胶等橡胶类聚合物,最终制备的弹性体力学强度很低,且耐老化能力很差,无法满足高强度性能要求。此外,这些基体的抗辐照性能也很差,硫化完成再辐照,分子链很容易被射线打断,强度瞬间降低,丧失性能。
因此,需要一种具有耐辐照特性的磁流变弹性体,克服室温硫化橡胶强度低,且不耐辐照的问题,充分发挥橡胶在辐照环境下的减振降噪优势。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法,克服室温硫化橡胶强度低,且不耐辐照的问题,充分发挥橡胶在辐照环境下的减振降噪优势,具有耐辐照、拉伸强度高、耐老化、耐疲劳的特点。
本发明的耐辐照磁流变弹性体,所述磁流变弹性体原料按重量份包括以下组分:橡胶基体20~40份、磁性耐辐照增强颗粒60~70份、活性剂2~3份、防老剂1.2~3.7份、补强剂4~8份、软化剂0.8~1.2份、促进剂0~0.2份、硫化剂0.5~1.2份,耐辐照剂0~0.5份,所述磁性耐辐照增强颗粒由磁性颗粒与耐辐照颗粒粘结成颗粒团簇;
进一步,所述磁性耐辐照增强颗粒的制备方法包括以下步骤:将磁性颗粒与耐辐照增强颗粒干混加入热固性粘结剂经加热固化,然后磨碎成颗粒,制得磁性耐辐照增强颗粒;
进一步,所述磁性颗粒为含铁、钴、镍或磁性合金颗粒或磁性氧化物颗粒中的一种或两种以上混合物;所述耐辐照增强颗粒为钨酸铅、氧化铅、四氧化三铅、氧化铋、氧化铈、硫酸钡、二苯乙炔、二苯甲酮中的一种或两种以上混合物,所述磁性颗粒的粒径范围在2纳米-100微米,所述磁性颗粒的粒径为50纳米-10微米,所述磁性耐辐照增强颗粒的粒径为10-600微米;
进一步,所述热固性粘结剂为酚醛树脂、脉醛树脂、三聚氰胺、环氧树脂、聚氨酚树脂、不饱和聚酯、杂环聚合物、聚酰亚胺树脂液中的一种;
进一步,所述橡胶基体为天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯硅橡胶、苯撑硅橡胶、苯醚撑硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶中的一种或两种以上混合物;所述的活性剂为氧化锌、硬脂酸、氧化镁、白炭黑、烷基酚多硫化合物中的一种或两种以上混合物;
进一步,所述的防老剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺、N-N'-二苯基-对苯二胺、4,4'一双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、N-异丙基-N`-苯基对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢对喹啉二聚体、微晶蜡、石蜡、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺中的一种或两种以上混合物;所述的补强剂为炭黑、沉淀碳酸钙、白炭黑、碳酸镁、氧化锌中的一种或两种以上混合物;
进一步,所述的软化剂为链烷烃、环烷烃、芳烃、含氮有机碱、煤焦油、古马隆树脂、煤沥青、植物油、脂肪酸、油膏、松焦油、松香、妥尔油、木沥青中的一种或两种以上混合物;所述的促进剂为N-环已基-2-苯并哪唑次磺酰胺、二硫化四甲基秋兰姆、胍类、醛胺类、硫脲类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、次磺酰胺类中的一种或两种以上混合物;
进一步,所述的硫化剂为硫磺、氧化锌、氧化镁、烷基酚醛树脂、环氧树脂、二硫化四甲基秋兰姆、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷和过氧化二异丙苯中的一种或两种以上混合物;所述的耐辐照剂为芳香族化合物联苯、萘、菲中的一种或两种以上混合物。
本发明还公开一种耐辐照磁流变弹性体的制备方法,包括以下步骤:
a、将橡胶基体、活性剂、防老剂、补强剂、软化剂、促进剂混合后经密炼机混炼,然后加入耐辐照剂、磁性耐辐照增强颗粒和硫化剂混炼至均匀,得到混炼胶;
b、将混炼胶经开炼机开炼包辊,在薄通过后注入硫化模具中,在强磁场下预结构,然后硫化,制得耐辐照磁流变弹性体;
进一步,步骤a中,密炼温度为70~120℃;步骤b中,开炼温度为80~100℃,预结构所用磁感应强度为600~3000mT,温度为90~100℃,预结构时间为0.5~2h,硫化温度为150~180℃,硫化时间为10-18min。
本发明的有益效果:本发明的耐辐照磁流变弹性体及其制备方法,通过特制的耐辐照增强颗粒作为添加剂混合在橡胶基体中,通过高温硫化形成高强度磁流变弹性体,再经过γ射线辐照之后,仍具有很高的力学强度,良好的热老化性能以及耐疲劳性能。此外,在硫化之前通过外加高强度磁场,使磁性颗粒能够沿磁场方向排列成链,带动耐辐照颗粒形成各向异性结构,除了能为橡胶提供可控性能外,更利于射线的耗散。
本发明制备的高性能磁流变弹性体,不仅具有耐辐照的优点,还具有力学性能高、耐老化性能好、抗疲劳的特点,同时还兼具较高的磁流变效应,不仅可以广泛应用在辐照的环境,而且还可以应用在对机械强度、高温以及长时间振动有要求的综合环境中。本发明的制备过程简单,易于实现材料的产品化和商业化。
具体实施方式
为更好的理解本发明,下面的实施例是对本发明的进一步说明,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例一
本实施例的一种具有耐辐照特性的磁流变弹性体,原料按重量份包括:磁性耐辐照增强颗粒65份、天然橡胶25份、活性剂(氧化锌1.2份,硬脂酸0.8份)2份、防老剂(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体)1份、补强剂(炭黑)5份、软化剂(邻苯酸二丁酯)1.2份、促进剂(N-环已基-2-苯并哪唑次磺酰胺)0.1份、硫化剂(硫磺)0.7份。
本实施例中,所述的磁性耐辐照增强颗粒制备方法包括如下步骤:
(1)按照质量比1:1取四氧化三铁粉末与钨酸铅粉末混合均匀后,作为70份的质量比加入剩余质量份数的环氧树脂A组分,搅拌均匀后,形成预聚体;
(2)向预聚体中加入环氧树脂B组分,继续搅拌均匀,放在干燥箱内80℃加热3h后取出,得到固化物;
(3)将固化物放入低温粉碎机,通入液氮后磨碎即可的得到磁性耐辐照增强颗粒。
本实施例中,耐辐照特性磁流变弹性体的制备方法包括如下步骤:将天然橡胶、氧化锌、硬脂酸、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体、炭黑、邻苯酸二丁酯、N-环已基-2-苯并哪唑次磺酰胺放在密炼机中,温度调至70℃,充分混炼后,加入磁性耐辐照增强颗粒、硫磺,继续混炼至均匀,得到混炼胶;然后将混炼胶转移到开炼机上,控制温度开炼温度为95℃;然后放置在硫化模具中,800mT、100℃的条件下,预结构1h,最后将模具转移到平板硫化机上,170℃硫化10min,即可得到具有耐辐照特性的磁流变弹性体。
实施例二
本实施例的一种具有耐辐照特性的磁流变弹性体,原料按重量份包括:磁性耐辐照增强颗粒60份、丁基橡胶30份、活性剂(氧化锌)2.5份、防老剂(6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉0.6份、石蜡1.1份)1.7份、补强剂(碳酸镁)4.4份、软化剂(妥尔油)0.8份、耐辐照剂(菲)0.1份、硫化剂(2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷)0.5份。
本实施例中,所述的磁性耐辐照增强颗粒制备方法包括如下步骤:
(1)按照质量比1:1取三氧化二钴粉末与氧化铈粉末混合均匀后,作为70份的质量比加入剩余质量份数的聚酰亚胺树脂液,继续搅拌均匀,放在干燥箱内100℃加热2h后取出,得到固化物;
(2)将固化物放入低温粉碎机,通入液氮后磨碎即可的得到磁性耐辐照增强颗粒。
本实施例中、具有耐辐照特性的磁流变弹性体的制备方法包括如下步骤:将丁基橡胶、氧化锌、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、石蜡、碳酸镁、妥尔油放在密炼机中,温度调至85℃,充分混炼后,加入菲、磁性耐辐照增强颗粒、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷,继续混炼至均匀,得到混炼胶;然后将混炼胶转移到开炼机上,控制温度开炼温度为100℃;然后放置在硫化模具中,1000mT、90℃的条件下,预结构2h,最后将模具转移到平板硫化机上,180℃硫化18min,即可得到具有耐辐照特性的磁流变弹性体。
实施例三
本实施例的一种具有耐辐照特性的磁流变弹性体,原料按重量份包括:磁性耐辐照增强颗粒70份、氯丁橡胶20份、活性剂(氧化镁)2.2份、防老剂(N-异丙基-N`-苯基对苯二胺)1.2份、补强剂(白炭黑)5.1份、软化剂(古马隆树脂)0.86份、促进剂(二硫化四甲基秋兰姆)0.1份、耐辐照剂(联苯)0.02份、硫化剂(氧化锌)0.52份。
本实施例中,所述的磁性耐辐照增强颗粒制备方法包括如下步骤:
(1)按照质量比1:1取还原镍粉与四氧化三铅粉末混合均匀后,作为70份的质量比加入剩余质量份数的酚醛树脂A组分,搅拌均匀后,形成预聚体;
(2)向预聚体中加入酚醛树脂B组分,继续搅拌均匀,放在干燥箱内85℃加热2.5h后取出,得到固化物;
(3)将固化物放入低温粉碎机,通入液氮后磨碎即可的得到磁性耐辐照增强颗粒。
本实施例中,、具有耐辐照特性的磁流变弹性体的制备方法包括如下步骤:将氯丁橡胶、氧化镁、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺、沉淀碳酸钙、松焦油、二硫化四甲基秋兰姆放在密炼机中,温度调至78℃,充分混炼后,加入联苯、磁性耐辐照增强颗粒、氧化锌,继续混炼至均匀,得到混炼胶;然后将混炼胶转移到开炼机上,控制温度开炼温度为95℃;然后放置在硫化模具中,600mT、92℃的条件下,预结构1h,最后将模具转移到平板硫化机上,150℃硫化10min,即可得到具有耐辐照特性的磁流变弹性体。
实施例四
本实施例的一种具有耐辐照特性的磁流变弹性体,原料按重量份包括:磁性耐辐照增强颗粒66份、甲基乙烯硅橡胶20份、活性剂(硬脂酸)2.7份、防老剂(N-苯基-α-苯胺0.8份、N-苯基-β-萘胺0.8份)1.6份、补强剂(白炭黑)7.93份、软化剂(古马隆树脂)0.96份、促进剂(N-环已基-2-苯并哪唑次磺酰胺)0.08份、耐辐照剂(萘)0.01份、硫化剂(2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷)0.72份。
本实施例中,所述的磁性耐辐照增强颗粒制备方法包括如下步骤:
(1)按照质量比1:1取零价铁粉与二苯乙炔混合均匀后,作为70份的质量比加入剩余质量份数的聚酰亚胺树脂液,继续搅拌均匀,放在干燥箱内100℃加热2h后取出,得到固化物;
(2)将固化物放入低温粉碎机,通入液氮后磨碎即可的得到磁性耐辐照增强颗粒。
本实施例中,所述、具有耐辐照特性的磁流变弹性体的制备方法包括如下步骤:将甲基乙烯硅橡胶、硬脂酸、N-苯基-α-苯胺,N-苯基-β-萘胺、白炭黑、古马隆树脂、N-环已基-2-苯并哪唑次磺酰胺放在密炼机中,温度调至72℃,充分混炼后,加入萘、磁性耐辐照增强颗粒、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷,继续混炼至均匀,得到混炼胶;然后将混炼胶转移到开炼机上,控制温度开炼温度为80℃;然后放置在硫化模具中,800mT、95℃的条件下,预结构1h20min,最后将模具转移到平板硫化机上,170℃硫化15min,即可得到具有耐辐照特性的磁流变弹性体。
对实施例一~实施例四制得的磁流变弹性体进行实际测试,测试方法为:(1)按照国家标准分别制备硬度试样、拉伸试样、热老化试样;(2)依据国家标准,分别使用邵氏硬度计、万能电子拉力试验机、高低温老化箱、动态振动测试系统对制备好的试样进行邵氏硬度、拉伸强度及断裂伸长率、压缩永久变形率和永久变形率的测试;(3)使用MCR流变仪振荡模式,测试弹性体的初始模量、磁致模量,然后计算磁流变效应=(磁致模量-初始模量)/初始模量;测试结果见下表。
由表可知,本发明制备的耐辐照弹性体在辐照前具有优异的综合性能,并且经过γ射线2×105Gy剂量辐照后仍旧保持良好的性能,仍旧具有较高的磁流变效应,说明有很好的磁控性能。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述磁流变弹性体原料按重量份包括以下组分:橡胶基体20~40份、磁性耐辐照增强颗粒60~70份、活性剂2~3份、防老剂1.2~3.7份、补强剂4~8份、软化剂0.8~1.2份、促进剂0~0.2份、硫化剂0.5~1.2份,耐辐照剂0~0.5份,所述磁性耐辐照增强颗粒由磁性颗粒与耐辐照颗粒粘结成颗粒团簇;所述磁性耐辐照增强颗粒的制备方法包括以下步骤:将磁性颗粒与耐辐照增强颗粒干混加入热固性粘结剂经加热固化,然后磨碎成颗粒,制得磁性耐辐照增强颗粒;所述磁性颗粒为含铁、钴、镍或磁性合金颗粒或磁性氧化物颗粒中的一种或两种以上混合物;所述耐辐照增强颗粒为钨酸铅、氧化铅、四氧化三铅、氧化铋、氧化铈、硫酸钡、二苯乙炔、二苯甲酮中的一种或两种以上混合物。
2.根据权利要求1所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述磁性颗粒的粒径范围在2纳米-100微米,所述磁性耐辐照增强颗粒的粒径为10-600微米。
3.根据权利要求2所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述热固性粘结剂为酚醛树脂、三聚氰胺、环氧树脂、聚氨酚树脂、不饱和聚酯、杂环聚合物、聚酰亚胺树脂液中的一种。
4.根据权利要求1所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述橡胶基体为天然橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、甲基乙烯硅橡胶、苯撑硅橡胶、苯醚撑硅橡胶、氟橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶中的一种或两种以上混合物;所述的活性剂为氧化锌、硬脂酸、氧化镁、白炭黑、烷基酚多硫化合物中的一种或两种以上混合物。
5.根据权利要求4所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述的防老剂为6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、N-苯基-α-苯胺、N-苯基-β-萘胺、N-N'-二苯基-对苯二胺、4,4'一双(2,2-二甲基苄基)二苯胺、N-异丙基-N`-苯基对苯二胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢对喹啉二聚体、微晶蜡、石蜡、N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺中的一种或两种以上混合物;所述的补强剂为炭黑、沉淀碳酸钙、白炭黑、碳酸镁、氧化锌中的一种或两种以上混合物。
6.根据权利要求5所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述的软化剂为链烷烃、环烷烃、芳烃、含氮有机碱、煤焦油、古马隆树脂、煤沥青、植物油、脂肪酸、油膏、松焦油、松香、妥尔油、木沥青中的一种或两种以上混合物;所述的促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、胍类、醛胺类、硫脲类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、次磺酰胺类中的一种或两种以上混合物。
7.根据权利要求6所述的耐辐照磁流变弹性体,其特征在于:所述的硫化剂为硫磺、氧化锌、氧化镁、烷基酚醛树脂、环氧树脂、二硫化四甲基秋兰姆、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化叔丁基)己烷和过氧化二异丙苯中的一种或两种以上混合物;所述的耐辐照剂为芳香族化合物联苯、萘、菲中的一种或两种以上混合物。
8.根据权利要求1所述的耐辐照磁流变弹性体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
a、将橡胶基体、活性剂、防老剂、补强剂、软化剂、促进剂混合后经密炼机混炼,然后加入耐辐照剂、磁性耐辐照增强颗粒和硫化剂混炼至均匀,得到混炼胶;
b、将混炼胶经开炼机开炼包辊,在薄通过后注入硫化模具中,在强磁场下预结构,然后硫化,制得耐辐照磁流变弹性体。
9.根据权利要求8所述的耐辐照磁流变弹性体的制备方法,其特征在于:步骤a中,密炼温度为70~120℃;步骤b中,开炼温度为80~100℃,预结构所用磁感应强度为600~3000mT,温度为90~100℃,预结构时间为0.5~2h,硫化温度为150~180℃,硫化时间为10-18min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210971000.0A CN115678120B (zh) | 2022-08-14 | 2022-08-14 | 一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210971000.0A CN115678120B (zh) | 2022-08-14 | 2022-08-14 | 一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115678120A CN115678120A (zh) | 2023-02-03 |
CN115678120B true CN115678120B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=85061208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210971000.0A Active CN115678120B (zh) | 2022-08-14 | 2022-08-14 | 一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115678120B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108239346A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-03 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种耐疲劳辐照膜片胶料及其制备方法 |
CN108359181A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种耐疲劳辐照膜片胶料的制备方法 |
CN108727710A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-02 | 重庆大学 | 具有高耐热及拉伸特性的磁流变弹性体的制备方法 |
CN112442174A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 北京化工大学 | 一种耐辐照的苯基硅橡胶及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-08-14 CN CN202210971000.0A patent/CN115678120B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108239346A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-03 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种耐疲劳辐照膜片胶料及其制备方法 |
CN108359181A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种耐疲劳辐照膜片胶料的制备方法 |
CN108727710A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-02 | 重庆大学 | 具有高耐热及拉伸特性的磁流变弹性体的制备方法 |
CN112442174A (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-05 | 北京化工大学 | 一种耐辐照的苯基硅橡胶及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115678120A (zh) | 2023-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102875909B (zh) | 通过添加钕铁硼磁粉提高橡胶阻尼性能的方法 | |
CN103205029B (zh) | 超高阻尼橡胶复合材料及其制备工艺 | |
Fan et al. | Effect of maleic anhydride on the damping property of magnetorheological elastomers | |
CN111718521B (zh) | 一种用于橡胶空气弹簧的磁敏橡胶组合物及其制备方法 | |
CN102875908A (zh) | 通过添加永磁铁氧体磁粉提高橡胶阻尼性能的方法 | |
CN109786098B (zh) | 一种柔性橡胶钕铁硼磁体的制备方法 | |
JP5648014B2 (ja) | 高減衰組成物および粘弾性ダンパ | |
Lai et al. | Optimization of pre-structuring parameters in fabrication of magnetorheological elastomer | |
CN103627043B (zh) | 一种发电机减震垫用高性能橡胶及其制备工艺 | |
CN108178892B (zh) | 一种高强度低压变氟橡胶材料及其制备方法 | |
CN102977424B (zh) | 一种纳米橡胶复合物 | |
CN104629126B (zh) | 橡胶组合物和硫化橡胶以及硫化橡胶的应用 | |
CN111040453A (zh) | 一种硅橡胶基吸波贴片及其制备方法 | |
CN102875910B (zh) | 通过添加钐钴磁粉提高橡胶阻尼性能的方法 | |
CN115678120B (zh) | 一种耐辐照磁流变弹性体及其制备方法 | |
CN102161788B (zh) | 一种补强防老腈类弹性体的制备方法 | |
CN102352059B (zh) | 一种汽车隔振块橡胶及其制备方法 | |
CN105646958A (zh) | 耐磨橡胶及其制备方法 | |
CN103649193A (zh) | 具有可逆电学行为的基于环氧化天然橡胶的掺合物 | |
CN104744741A (zh) | 全钢巨型工程子午线轮胎胎侧胶 | |
CN111423638A (zh) | 一种高铁密封件用高强橡胶复合材料及其制备方法 | |
CN103351492A (zh) | 阻尼胶板及其制备方法 | |
CN102675705B (zh) | 一种宽温域高阻尼橡胶组合物及其制备方法 | |
CN113185756A (zh) | 磁敏橡胶组合物及其制备方法 | |
CN107629263A (zh) | 一种高性能抗裂纹生长橡胶复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240721 Address after: No. 11-1, Xuelin Yayuan, Shapingba District, Chongqing 400030, China Patentee after: Yu Miao Country or region after: China Address before: 400044 No. 174 Sha Jie street, Shapingba District, Chongqing Patentee before: Chongqing University Country or region before: China |
|
TR01 | Transfer of patent right |