TWI662080B

TWI662080B - 高衰減組合物、制震阻尼器及免震支撐體

Info

Publication number: TWI662080B
Application number: TW104118852A
Authority: TW
Inventors: 正尾菜実; 冨田岳宏; 小田和也
Original assignee: 日商住友橡膠工業股份有限公司
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2019-06-11
Also published as: JP6261131B2; CN105315515A; JP2016017092A; TW201602231A; CN105315515B

Abstract

本發明提供一種可形成衰減性能優異、並且反復施加大變形時的物性的變化小的高衰減構件的高衰減組合物，以及具備作為包含該高衰減組合物的高衰減構件的黏彈性體的建築物等的制震阻尼器、免震支撐體。高衰減組合物是在聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種交聯性橡膠中調配有二氧化矽、烷基型矽烷化劑、苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物。制震阻尼器、及免震支撐體分別具備包含所述高衰減組合物的黏彈性體。

Description

高衰減組合物、制震阻尼器及免震支撐體

本發明有關於一種高衰減組合物及制震阻尼器、免震支撐體，所述高衰減組合物成為用以緩和或吸收振動能的傳遞的高衰減構件的基礎，所述制震阻尼器具備作為包含所述高衰減組合物的高衰減構件的黏彈性體。

例如在大樓或橋樑等建築物、產業機械、飛機、汽車、鐵道車輛、計算機或其周邊設備類、家庭用電氣設備類、進而汽車用輪胎等廣泛的領域中使用高衰減構件。藉由使用高衰減構件，可緩和或吸收振動能的傳遞，即免震、制震、制振、防振等。

高衰減構件是由主要包含天然橡膠等交聯性橡膠的高衰減組合物所形成。

高衰減組合物中，為了提高衰減性能，即增加施加振動時的磁滯損耗(hysteresis loss)而使所述振動的能量效率良好且快速地衰減的性能，通常調配碳黑、二氧化矽等無機填充劑，或者松香、石油樹脂等黏著性賦予劑等(例如參照專利文獻1~專利文獻3等)。

但是，利用這些現有的構成，無法使高衰減構件的衰減性能充分提高，為了較現狀而言進一步提高衰減性能，考慮進一步增加無機填充劑或黏著性賦予劑等的調配比例。

但，調配有大量無機填充劑的高衰減組合物難以混練，調配有大量黏著性賦予劑的高衰減組合物在混練時黏著性變得過高，結果均存在如下問題：加工性降低，不容易為了製造具有所需的立體形狀的高衰減構件而進行混練或成形加工。

特別是在以工廠級來量產生產高衰減構件的情況下，低加工性會成為使其生產性大幅下降，增大生產所需要的能量，進而使生產成本高漲的原因，因此不理想。

因此，為了在不降低加工性的情況下提高衰減性能，專利文獻4中進行了如下研究：在天然橡膠等不具有極性側鏈的交聯性橡膠中調配二氧化矽、及具有2個以上極性基的黏著性賦予劑等。

但在為了較現狀而言進一步提高衰減性能而增加黏著性賦予劑的調配比例的情況下，會擔憂該黏著性賦予劑在高衰減構件的表面起霜(bloom)而產生與金屬等的接著不良等。

專利文獻5中進行了如下研究：藉由使用具有特定軟化點的松香衍生物作為黏著性賦予劑，來進一步提高衰減性能。

但是在為了較現狀而言進一步提高衰減性能而增加松香衍生物的調配比例的情況下，仍然存在混練時的黏著性變得過高，加工性下降的問題。

專利文獻6中進行了如下研究：藉由調配咪唑及受阻酚系化合物作為衰減性賦予劑，來進一步提高衰減性能。

進而，專利文獻7進行了如下研究：在作為基礎橡膠的二烯系橡膠中調配二氧化矽、松香衍生物、及咪唑系化合物來進一步提高衰減性能。

但是現狀為：即便是這些構成，也逐漸無法充分應對近年來更進一步的高衰減化的要求。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3523613號公報

[專利文獻2]日本專利特開2007-63425號公報

[專利文獻3]日本專利第2796044號公報

[專利文獻4]日本專利特開2009-138053號公報

[專利文獻5]日本專利特開2010-189604號公報

[專利文獻6]日本專利第5086386號公報

[專利文獻7]日本專利第5330460號公報

依據專利文獻1~專利文獻7中記載的高衰減組合物，雖然擔憂如以上所說明般產生各種問題，但可藉由適度調整各成分的調配比例等，而同時實現某程度的衰減性能與加工性。

特別是由於利用交聯劑成分而交聯的狀態下的橡膠分子彼此的交聯結構具有不僅可形成緩和且衰減性能優異的高衰減構件，而且容易獲取，能夠以低成本來製造高衰減組合物等優點，因此使用天然橡膠作為交聯性橡膠並且調配了二氧化矽等的高衰減組合物被廣泛用作高衰減構件的形成材料。

但是，使用所述現有的高衰減組合物來形成的高衰減構件存在由於地震等而反復施加大變形時，彈性模量或剛性等物性大幅變化的傾向。

本發明的目的在於提供一種可形成衰減性能優異、並且反復施加大變形時物性的變化小的高衰減構件的高衰減組合物，以及具備作為包含所述高衰減組合物的高衰減構件的黏彈性體的建築物等的制震阻尼器、免震支撐體。

本發明是一種高衰減組合物，其包含交聯性橡膠、及二氧化矽，所述交聯性橡膠為聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種，所述高衰減組合物更包含：式(1)：[化11(R¹O)₃Si(CH₂)_nCH₃ (1)

[式中R1表示碳數1~碳數3的烷基，n表示2~9的數]所表示的烷基型矽烷化劑、式(2)：

[式中R²表示碳數1~碳數3的烷基]

所表示的苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物。

反復施加大變形時，包含使用天然橡膠作為交聯性橡膠並且調配有二氧化矽的現有高衰減組合物的高衰減構件的物性大幅變化的主要原因之一在於：由於變形時的發熱，高衰減構件的彈性模量降低。另外，包含天然橡膠的聚異戊二烯系橡膠全部會產生所述問題。

若將由溫度引起的物性變化小的聚丁二烯橡膠與天然橡膠等聚異戊二烯系橡膠並用來作為交聯性橡膠，則可抑制由發熱引起的彈性模量的下降，且可抑制反復施加大變形時的物性的變化。

但是，若並用聚丁二烯橡膠，則變得難以混練，高衰減組合物的加工性下降。

與此相對，若在將聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠並用來作為交聯性橡膠，並且調配有二氧化矽的系統中，進而調配式(1)所表示的烷基型矽烷化劑，則可抑制高衰減組合物的加工性下降。

但若僅調配烷基型矽烷化劑，則存在高衰減構件的衰減性能下降的傾向，因此，本發明中將式(2)所表示的苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物並用。

即，藉由並用烷基型矽烷化劑與苯基型矽烷化劑，可抑制高衰減構件的衰減性能下降，同時可提高高衰減組合物的加工性。

另外，藉由並用松香衍生物、及咪唑系化合物，可進一步提高高衰減構件的衰減性能。

因此，根據本發明的高衰減組合物，藉由並用所述各成分的相乘效果，加工性優異，同時衰減性能也優異，而且可形成反復施加大變形時的物性的變化小的高衰減構件。

另外，聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠均由於玻璃轉移溫度不存在於室溫(2℃~35℃)附近，故而也具有如下優點：可減小在最一般的使用溫度區域即室溫附近的衰減性能或物性的溫度依存性，形成在廣泛的溫度範圍內顯示出穩定的衰減性能或物性的高衰減構件。

1‧‧‧圓板

2‧‧‧鋼板

3‧‧‧試驗體

4‧‧‧中央固定夾具

5‧‧‧左右固定夾具

6‧‧‧固定臂

7‧‧‧接頭

8‧‧‧可動盤

9‧‧‧接頭

H‧‧‧磁滯回線

Keq‧‧‧斜率

L₁‧‧‧直線

L₂‧‧‧垂線

W‧‧‧能量

△W‧‧‧吸收能量的量

圖1是將為了對包含本發明的實施例、比較例的高衰減組合物的高衰減構件的衰減性能進行評價而製作的、作為所述高衰減構件的模型的試驗體加以分解來表示的分解立體圖。

圖2的(a)及圖2的(b)是對用以使所述試驗體位移而求出位移量與負荷的關係的試驗機的概略進行說明的圖。

圖3是表示使用所述試驗機，使試驗體位移而求出的位移量與負荷的關係的磁滯回線的一例的圖表。

<高衰減組合物>

本發明的高衰減組合物是在作為交聯性橡膠的聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種中，調配二氧化矽、式(1)所表示的烷基型矽烷化劑、式(2)所表示的苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物而成。

(聚異戊二烯系橡膠)

作為聚異戊二烯系橡膠，可列舉天然橡膠、及/或聚異戊二烯橡膠，特佳為具有容易獲取且可以低成本來製造高衰減組合物等優點的天然橡膠。

(聚丁二烯橡膠)

作為聚丁二烯橡膠，具有交聯性的各種聚丁二烯橡膠均可使用。特佳為順式-1,4鍵的比例為95質量%以上的高順式聚丁二烯橡膠，其隨溫度的物性變化小、抑制由發熱所引起的彈性模量的下降、抑制反復施加大變形時的物性的變化的功能優異。

作為所述高順式聚丁二烯橡膠的具體例，例如可列舉：宇部興產(股)製造的尤白珀(UBEPOL)(注冊商標)BR150[慕尼黏度(Mooney viscosity)(ML₁₊₄，100℃)：43，順式-1,4鍵含量：98質量%]、BR150B[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：40，順式-1,4 鍵含量：97質量%]、BR130B[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：29，順式-1,4鍵含量：96質量%]、BR150L[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：43，順式-1,4鍵含量：98質量%]、BR360L[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：51，順式-1,4鍵含量：98質量%]、BR230[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：38，順式-1,4鍵含量：98質量%]、BR710[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：44，順式-1,4鍵含量：98質量%]、BR133P[慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：35，順式-1,4鍵含量：98質量%]等的一種或兩種以上。

(調配比例)

聚丁二烯橡膠在聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種交聯性橡膠的總量中所占的調配比例較佳為40質量%以上，且較佳為80質量%以下。

若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法充分獲得由調配聚丁二烯橡膠而帶來的之前所說明的效果，即抑制由發熱引起的彈性模量的下降，且抑制對高衰減構件反復施加大變形時的物性的變化的效果。

另外，在聚丁二烯橡膠的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂高衰減組合物的加工性下降。

對此，藉由將聚丁二烯橡膠的調配比例設為所述範圍，不僅可抑制高衰減組合物的加工性的下降，而且可更有效地抑制由發熱引起的彈性模量的下降、及與此相伴的對高衰減構件反復施加大變形時的物性的變化。

(二氧化矽)

作為二氧化矽，可使用根據其制法而分類的濕式法二氧化矽、幹式法二氧化矽中的任一種。另外，若考慮到進一步提高使高衰減構件的衰減性能提高的效果，則作為二氧化矽，較佳為使用布厄特(Brunauer-Emmett-Teller，BET)比表面積為100m²/g~400m²/g、特佳為200m²/g~250m²/g的二氧化矽。BET比表面積是由例如使用柴田化學器械工業(股)製造的迅速表面積測定裝置SA-1000等，以使用氮氣作為吸附氣體的氣相吸附法測定而得的值來表示。

作為二氧化矽，例如可列舉東曹‧二氧化矽(Tosoh Silica)(股)製造的尼普希爾(NipSil)KQ等。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，二氧化矽的調配比例較佳為100質量份以上，且較佳為180質量份以下。

若二氧化矽的調配比例小於所述範圍，則擔憂無法對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

另外，在二氧化矽的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂產生如下等問題：高衰減組合物的加工性下降，或使高衰減構件反復進行大變形時的耐久性下降，而該高衰減構件破損。

與此相對，藉由將二氧化矽的調配比例設為所述範圍，不僅可對高衰減構件賦予盡可能良好的衰減性能，而且可提高使該高衰減構件反復進行大變形時的耐久性，或者對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性。

(烷基型矽烷化劑)

作為烷基型矽烷化劑，可列舉由式(1)所表示，且式中的R¹為碳數1~碳數3的烷基、n為2~9的數的各種化合物。

式(1)中n設為2~9的原因在於：若為n小於2的烷基型矽烷化劑，則擔憂無法獲得使高衰減組合物的加工性提高的效果。另外原因在於：若為n超過9的烷基型矽烷化劑，則擔憂無法對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

與此相對，藉由使用式(1)中的n為所述範圍的烷基型矽烷化劑，不僅可對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性，而且可對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

作為所述烷基型矽烷化劑的具體例，例如可列舉：丙基三乙氧基矽烷(R¹=乙基，n=2)、己基三甲氧基矽烷(R¹=甲基，n=5)、己基三乙氧基矽烷(R¹=乙基，n=5)、癸基三甲氧基矽烷(R¹=甲基，n=9)、癸基三乙氧基矽烷(R¹=乙基，n=9)等的一種或兩種以上。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，烷基型矽烷化劑的調配比例較佳為1質量份以上，且較佳為10質量份以下。烷基型矽烷化劑由於容易與交聯性橡膠相容，故而具有藉由所述少量的調配來提高加工性的效果。

但若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法獲得由調配烷基型矽烷化劑而帶來的提高高衰減組合物的加工性的效果。

另外，在烷基型矽烷化劑的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂與交聯性橡膠過度相容，即便並用苯基型矽烷化劑以外的成分，高衰減構件的衰減性能也會下降。

與此相對，藉由將烷基型矽烷化劑的調配比例設為所述範圍，不僅可對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性，而且可對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

(苯基型矽烷化劑)

作為苯基型矽烷化劑，可列舉由式(2)所表示，且式中的R²為碳數1~碳數3的烷基的各種化合物。

作為所述苯基型矽烷化劑的具體例，例如可列舉：苯基三甲氧基矽烷(R²=甲基)、苯基三乙氧基矽烷(R²=乙基)等的至少一種。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，苯基型矽烷化劑的調配比例較佳為15質量份以上，且較佳為30質量份以下。

若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法獲得由調配苯基型矽烷化劑而帶來的抑制高衰減構件的衰減性能的下降的效果。

另外，在苯基型矽烷化劑的調配比例超出所述範圍的情況下，反倒擔憂高衰減構件的衰減性能下降，或高衰減組合物的加工性下降。

與此相對，藉由將苯基型矽烷化劑的調配比例設為所述範圍，不僅可對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性，而且可對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

(松香衍生物)

作為松香衍生物，例如可列舉松香與多元醇(甘油等)的酯或松香改性馬來酸樹脂等為含有松香作為構成成分的樹脂，且作為衰減性賦予劑發揮功能而具有提高高衰減構件的衰減性能的效果的各種衍生物。

作為松香衍生物，例如可列舉：荒川化學工業(股)製造的天然木水晶(Pinecrystal)(注冊商標)系列中的KR-85(軟化點：80℃~87℃)、KR-612(軟化點：80℃~90℃)、KR-614(軟化點：84℃~94℃)、KE-100(軟化點：95℃~105℃)、KE-311(軟化點：90℃~100℃)、KE-359(軟化點：94℃~104℃)、KE-604(軟化點：124℃~134℃)；哈利瑪化成(Harima Chemical)(股)製造的商品名哈利愛思特(Hariester)系列中的MSR-4(軟化點：127℃)、DS-130(軟化點：135℃)、AD-130(軟化點：135℃)、DS-816(軟化點：148℃)、DS-822(軟化點：172℃)；哈利瑪化成(Harima Chemical)(股)製造的商品名哈利麥克(Harimack)系列中的145P(軟化點：138℃)、135GN(軟化點：139℃)、AS-5(軟化點：165℃)等的一種或兩種以上。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，松香衍生物的調配比例較佳為3質量份以上，且較佳為50質量份以下。

若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法獲得由調配松香衍生物而帶來的抑制高衰減構件的衰減性能的下降的效果。

另外，在松香衍生物的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂高衰減組合物的加工性會下降。

與此相對，藉由將松香衍生物的調配比例設為所述範圍，不僅可對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性，而且可對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

(咪唑系化合物)

作為咪唑系化合物，例如可列舉：咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等的一種或兩種以上。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，咪唑系化合物的調配比例較佳為0.1質量份以上，且較佳為10質量份以下。

若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法獲得由調配咪唑系化合物而帶來的抑制高衰減構件的衰減性能的下降的效果。

另外，在咪唑系化合物的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂變得容易產生所謂的橡膠燒焦而加工性下降。

相對於此，藉由將咪唑系化合物的調配比例設為所述範圍，不僅可對高衰減組合物賦予盡可能良好的加工性，而且可對高衰減構件賦予良好的衰減性能。

特別是就對高衰減構件賦予良好的衰減性能的效果的方面來說，作為咪唑系化合物，較佳為咪唑。

(其他成分)

本發明的高衰減組合物中，除了所述各成分以外，也可以進一步以適當的比例調配二氧化矽以外的其他無機填充劑、或者用以使交聯性橡膠進行交聯的交聯成分等。

其中，作為其他無機填充劑，例如可列舉碳黑等。

另外，碳黑可使用根據其製造方法等而分類的各種碳黑中可作為填充劑而發揮功能的碳黑的一種或兩種以上。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，碳黑的調配比例較佳為1質量份以上，且較佳為5質量份以下。

交聯成分可使用能夠使交聯性橡膠進行交聯的各種交聯成分。特佳為使用硫硫化系的交聯成分。

硫硫化系的交聯成分可列舉將硫化劑、促進劑、及促進助劑組合而成者。特佳為將難以產生高衰減構件的橡膠彈性上升而衰減性能下降的問題的硫化劑、促進劑、促進助劑加以組合。

其中，硫化劑例如可列舉硫或含硫有機化合物等。特佳為硫。

促進劑例如可列舉：次磺醯胺系促進劑、硫蘭系促進劑等。由於根據種類，硫化促進的機制不同，因此促進劑較佳為並用兩種以上。

其中，次磺醯胺系促進劑例如可列舉大內新興化學工業(股)製造的諾庫塞勒(Nocceler)(注冊商標)NS[N-第三丁基-2-苯并噻唑基次磺醯胺]等。另外，硫蘭系促進劑例如可列舉大內新興化學工業(股)製造的Nocceler TBT[四丁基硫蘭二硫醚]等。

促進助劑例如可列舉氧化鋅、硬脂酸等。通常較佳為將兩者並用來作為促進助劑。

硫化劑、促進劑、促進助劑的調配比例並無特別限定，只要根據因高衰減構件的用途等而不同的衰減性能或物性等來適當調整即可。

其中，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，硫化劑的調配比例較佳為0.5質量份以上，且較佳為3質量份以下。

另外，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，次磺醯胺系促進劑的調配比例較佳為0.5質量份以上，且較佳為3質量份以下。

另外，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，硫蘭系促進劑的調配比例較佳為0.5質量份以上，且較佳為3質量份以下。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，氧化鋅的調配比例較佳為1質量份以上，且較佳為5質量份以下。

進而，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，硬脂酸的調配比例較佳為1質量份以上，且較佳為3質量份以下。

本發明的高衰減組合物中，進而可以適當的比例，視需要調配軟化劑、黏著性賦予劑、防老化劑等各種添加劑。

其中，軟化劑是用以進一步提高高衰減組合物的加工性的成分，該軟化劑例如可列舉在室溫(2℃~35℃)下呈現出液態的液態橡膠。另外，液態橡膠例如可列舉液態聚異戊二烯橡膠、液態丁腈橡膠(液態腈基丁二烯橡膠(Nitrile Butadiene Rubber，NBR))、液態苯乙烯丁二烯橡膠(液態丁苯橡膠(Styrene Butadiene Rubber，SBR))等的一種或兩種以上。

其中，較佳為液態聚異戊二烯橡膠。液態聚異戊二烯橡膠例如可列舉：可樂麗(Kuraray)(股)製造的可樂普蘭(Kuraprene)(注冊商標)LIR-30(數量平均分子量：28000)、LIR-50(數量平均分子量：54000)等。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，液態聚異戊二烯橡膠的調配比例較佳為5質量份以上，且較佳為50質量份以下。

若調配比例小於所述範圍，則擔憂無法充分獲得由調配該液態聚異戊二烯橡膠而帶來的提高高衰減構件的加工性的效果。另一方面，在液態聚異戊二烯橡膠的調配比例超出所述範圍的情況下，擔憂高衰減構件的衰減性能下降。

另外，其他軟化劑例如可列舉苯并呋喃-茚樹脂等。

苯并呋喃-茚樹脂可列舉主要包含苯并呋喃與茚的聚合物，平均分子量為1000以下左右的相對較低的分子量，且可作為軟化劑而發揮功能的各種苯并呋喃-茚樹脂。

所述苯并呋喃-茚樹脂例如可列舉：日塗化學(股)製造的尼托樹脂(Nitto Resin)(注冊商標)苯并呋喃G-90[平均分子量：770，軟化點：90℃，酸值：1.0KOHmg/g以下，羥值：25KOHmg/g，溴值：9g/100g]、G-100N[平均分子量：730，軟化點：100℃，酸值：1.0KOHmg/g以下，羥值：25KOHmg/g，溴值：11g/100g]、V-120[平均分子量：960，軟化點：120℃，酸值：1.0KOHmg/g以下，羥值：30KOHmg/g，溴值：6g/100g]、V-120S[平均分子量：950，軟化點：120℃，酸值：1.0KOHmg/g以下，羥值：30KOHmg/g，溴值：7g/100g]等的一種或兩種以上。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，苯并呋喃-茚樹脂的調配比例較佳為3質量份以上，且較佳為20質量份以下。

黏著性賦予劑例如可列舉石油樹脂等。

石油樹脂例如較佳為丸善石油化學(股)製造的馬盧卡來滋(Marukarez)(注冊商標)M890A[二環戊二烯系石油樹脂，軟化點：105℃]等。

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，石油樹脂的調配比例較佳為3質量份以上，且較佳為30質量份以下。

防老化劑例如可列舉苯并咪唑系、醌系、雙酚系、多酚系、胺系等各種防老化劑的一種或兩種以上。特佳為將苯并咪唑系防老化劑、醌系防老化劑、及雙酚系防老化劑這三種並用。

其中，苯并咪唑系防老化劑例如可列舉大內新興化學工業(股)製造的諾克拉克(Nocrac)(注冊商標)MB[2-巰基苯并咪唑]等。另外，醌系防老化劑例如可列舉丸石化學品(股)製造的安替根(Antigen)FR[芳香族酮-胺縮合物]等。進而，雙酚系防老化劑例如可列舉大內新興化學工業(股)製造Nocrac NS-30[4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)]等。

防老化劑的調配比例中，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，苯并咪唑系防老化劑較佳為0.5質量份以上，且較佳為5質量份以下。另外，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，醌系防老化劑較佳為0.5質量份以上，且較佳為5質量份以下。進而，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，雙酚系防老化劑的調配比例較佳為0.5質量份以上，且較佳為5質量份以下。

可使用本發明的高衰減組合物來製造的高衰減構件例如可列舉：裝入大樓等建築物的基礎中的免震用的免震支撐體，裝入建築物的結構中的制震(制振)用的制震阻尼器，吊橋或斜拉橋等的纜繩的制振構件，產業機械或飛機、汽車、鐵道車輛等的防振構件，計算機或其周邊設備類、或者家庭用電氣設備類等的防振構件，以及汽車用輪胎的胎面等。

根據本發明，藉由除了兩種交聯性橡膠、二氧化矽、烷基型矽烷化劑、苯基型矽烷化劑、松香衍生物、咪唑系化合物以外，還調整各種成分的種類及其組合以及調配比例，而可獲得具有適合於各種用途的優異的衰減性能的高衰減構件。

<制震阻尼器>

特別是在使用本發明的高衰減組合物作為形成材料，來形成裝入建築物的結構中的制震阻尼器的黏彈性體的情況下，由於該黏彈性體具有高的衰減性能，故而可提高包含所述黏彈性體的制震阻尼器的衰減性能，即便使其整體小型化，或減少裝入1個建築物中的數量，也可以獲得與之前同等或者其以上的制震性能。

另外，將聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種並用來作為交聯性橡膠，可減小黏彈性體的衰減性能或物性等的溫度依存性，因此也可以在例如溫差大的建築物的外壁附近設置制震阻尼器。

因此，根據本發明，也可以擴大建築物等中的由制震阻尼器帶來的制震性能的設計的自由度。

<免震支撐體>

另外，在使用本發明的高衰減組合物作為形成材料，來形成裝入建築物的基礎中的免震用的免震支撐體的黏彈性體的情況下，仍然由於該黏彈性體具有高的衰減性能，故而可提高包含所述黏彈性體的免震支撐體的衰減性能，即便使其整體小型化，或減少裝入1個建築物中的數量，也可以獲得與之前同等或者其以上的免震性能。

[實施例]

<實施例1>

(高衰減組合物的製備)

使用天然橡膠[SMR(標準馬來西亞橡膠(Standard Malaysian Rubber)-CV60]50質量份、及聚丁二烯橡膠[宇部興產(股)製造的UBEPOL(注冊商標)BR150，慕尼黏度(ML₁₊₄，100℃)：43，順式-1,4鍵含量：98質量%]50質量份作為交聯性橡膠。

交聯性橡膠的總量中，聚丁二烯橡膠所占的調配比例為50質量%。

在所述交聯性橡膠的總量100質量份中，調配二氧化矽[東曹‧二氧化矽(股)製造的尼普希爾(NipSil)KQ]150質量份、作為式(1)所表示的烷基型矽烷化劑的己基三乙氧基矽烷[信越化學工業(股)製造的KBE-3063，R¹=乙基，n=5]5質量份、作為式(2)所表示的苯基型矽烷化劑的苯基三乙氧基矽烷[信越化學工業(股)製造的KBE-103]25質量份、松香衍生物[荒川化學工業(股)製造的Pinecrystal(注冊商標)KE-604，軟化點：124℃~134℃]20質量份、及作為咪唑系化合物的咪唑[日本合成化學工業(股)製造]2.5質量份、以及下述表1所示的各成分，使用密閉式混練機進行混練來製備高衰減組合物。

混練容易，加工性評價為良好(○)。

此外，表1中的質量份分別為相對於交聯性橡膠的總量100質量份的質量份。

表中的各成分如下所述。

液態聚異戊二烯橡膠：Kuraray(股)製造的LIR-50，數量平均分子量：54000

碳黑：FEF，東海碳素(Tokai Carbon)(股)製造的希斯特(Seast)SO

苯并咪唑系防老化劑：2-巰基苯并咪唑，大內新興化學工業(股)製造的Nocrac MB

醌系防老化劑：丸石化學品(股)製造的Antigen FR

雙酚系防老化劑：4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-第三丁基苯酚)，大內新興化學工業(股)製造的Nocrac NS-30

氧化鋅兩種：三井金屬礦業(股)製造

硬脂酸：日油(股)製造的“山茶(Tsubaki)”

苯并呋喃樹脂：軟化點90℃，日塗化學(股)製造的Nitto Resin(注冊商標)苯并呋喃G-90

二環戊二烯系石油樹脂：軟化點105℃，丸善石油化學(股)製造的Marukarez(注冊商標)M890A

5%油處理粉末硫：硫化劑，鶴見化學工業(股)製造

次磺醯胺系硫化促進劑：N-第三丁基-2-苯并噻唑基次磺醯胺，大內新興化學工業(股)製造的Nocceler(注冊商標)NS

硫蘭系硫化促進劑：四丁基硫蘭二硫醚，大內新興化學工業(股)製造的Nocceler TBT-N

<實施例2>

將作為交聯性橡膠的天然橡膠的調配量設為60質量份，聚丁二烯橡膠的調配量設為40質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

交聯性橡膠的總量中，聚丁二烯橡膠所占的調配比例為40質量%。

<實施例3>

將作為交聯性橡膠的天然橡膠的調配量設為20質量份，聚丁二烯橡膠的調配量設為80質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

交聯性橡膠的總量中，聚丁二烯橡膠所占的調配比例為80質量%。

<實施例4>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將二氧化矽的調配比例設為100質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例5>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將二氧化矽的調配比例設為180質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例6>

調配丙基三乙氧基矽烷[伊諾力克工業(Evonik Industries)公司製造的基納希蘭(Dynasylan)(注冊商標)PTEO，R¹=乙基，n=2]5質量份作為式(1)所表示的烷基型矽烷化劑，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例7>

調配癸基三乙氧基矽烷[信越化學工業(股)製造的KBE-3103，R¹=乙基，n=9]5質量份作為式(1)所表示的烷基型矽烷化劑，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例8>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將咪唑的調配比例設為0.1質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例9>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將咪唑的調配比例設為10質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例10>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將松香衍生物的調配比例設為3質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<實施例11>

相對於交聯性橡膠的總量100質量份，將松香衍生物的調配比例設為50質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<比較例1>

作為交聯性橡膠，不調配天然橡膠而僅使用聚丁二烯橡膠100質量份，除此以外，欲以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物，但由於無法充分地混練，故而放棄以後的試驗。加工性評價為不良(×)。

<比較例2>

作為交聯性橡膠，不調配聚丁二烯橡膠而僅使用天然橡膠100質量份，除此以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

交聯性橡膠的總量中，聚丁二烯橡膠所占的調配比例為0質量%。

<比較例3>

除了未調配二氧化矽以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<比較例4>

除了未調配作為苯基型矽烷化劑的苯基三乙氧基矽烷以外，欲以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物，但由於無法充分地混練，故而放棄以後的試驗。加工性評價為不良(×)。

<比較例5>

除了未調配作為烷基型矽烷化劑的己基三乙氧基矽烷以外，欲以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物，但由於無法充分地混練，故而放棄以後的試驗。加工性評價為不良(×)。

<比較例6>

除了未調配咪唑以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<比較例7>

除了未調配松香衍生物以外，以與實施例1相同的方式製備高衰減組合物。混練容易，加工性評價為良好(○)。

<衰減特性試驗>

(試驗體的製作)

將實施例、比較例中製備的高衰減組合物擠出成形為片狀後，進行衝壓，如圖1所示，製作圓板1(厚度5mm×直徑25mm)，在該圓板1的表背兩面分別經由硫化接著劑而重疊厚6mm×縱44mm×橫44mm的矩形平板狀的鋼板2，一邊對積層方向加壓，一邊加熱至150℃，使高衰減組合物硫化，同時使圓板1與2塊鋼板2進行硫化接著，製作作為高衰減構件的模型的衰減特性評價用的試驗體3。

(位移試驗)

如圖2的(a)所示，準備2個試驗體3，利用螺栓，將所述2個試驗體3分別經由其中一塊鋼板2而固定於1片中央固定夾具4上，並且利用螺栓，在各個試驗體3的另一塊鋼板2上固定各為1片的左右固定夾具5。然後，經由接頭7，利用螺栓將中央固定夾具4固定於未圖示的試驗機上側的固定臂6上，且經由接頭9，利用螺栓將2片左右固定夾具5固定於試驗機下側的可動盤8上。

接著，在該狀態下，如圖中由中空的箭頭所表示般，以將可動盤8向固定臂6的方向上推的方式使其位移，如圖2的(b)所示，使圓板1成為在與試驗體3的積層方向正交的方向上產生歪斜變形的狀態，然後，自該狀態，如圖中由中空的箭頭所表示般，以將可動盤8向與固定臂6的方向相反的方向下拉的方式使其位移，使圓板1恢復為圖2的(a)所示的狀態，將所述操作作為1個循環，求出磁滯回線H(參照圖3)，所述磁滯回線H表示使圓板1反復進行歪斜變形即振動時，圓板1在與該試驗體3的積層方向正交的方向上的位移量(mm)與此時的負荷(N)的關係。

測定是在溫度為20℃的環境下，實施3個循環的一系列操作來求出第3次的值。另外，最大位移量是以夾著圓板1的2塊鋼板2的與積層方向正交的方向的偏移量成為圓板1的厚度的100%的方式來設定。

然後，將藉由所述測定而求出的圖3所示的磁滯回線H中的最大位移點與最小位移點連結，求出圖中由粗的實線表示的直線L₁的斜率Keq(N/mm)，根據該斜率Keq(N/mm)、圓板1的厚度T(mm)、及圓板1的截面積A(mm²)，利用式(a)：

來求出等效剪切彈性模量Geq(N/mm²)。

等效剪切彈性模量Geq(N/mm²)越大，可判定為初始物性越良好。因此，求出將比較例2中的等效剪切彈性模量Geq(N/mm²)設為100時的各實施例、比較例的等效剪切彈性模量 Geq(N/mm²)的相對值。

另外，根據由圖3中標注斜線來表示的磁滯回線H的總表面積所表示的吸收能量的量△W、以及由該圖3中標注網線來表示的區域，即由所述直線L₁、圖表的橫軸、以及自直線L₁與磁滯回線H的交點起引至橫軸的垂線L₂所包圍的區域的表面積所表示的彈性歪斜能量W，利用式(b)：

來求出等效衰減常數Heq。等效衰減常數Heq越大，可判定為試驗體3的衰減性能越優異。

因此，求出將比較例2中的等效衰減常數Heq設為100時的各實施例、比較例的等效衰減常數Heq的相對值，將該相對值為105以上者視為合格，來評價高衰減構件的衰減性能。

(反復施加大變形時的物性評價)

求出以與所述位移試驗相同的條件，在溫度為20℃的環境下，反復進行30次最大位移量為100%的大變形時的第3次變形的等效剪切彈性模量Geq₍₃₎(N/mm²)、與第30次變形的等效剪切彈性模量Geq₍₃₀₎(N/mm²)的比Geq₍₃₀₎/Geq₍₃₎。

所述比越接近1，可判定為試驗體3的反復施加大變形時的彈性模量的下降、甚至是物性的變化越小。因此，求出將比較例2中的比Geq₍₃₀₎/Geq₍₃₎設為100時的各實施例、比較例的比Geq₍₃₀₎/Geq₍₃₎的相對值，將該相對值超過100者視為合格，來評價反復施加大變形時的物性的變化。

將以上的結果示於表2~表4中。

根據表2~表4的實施例1~實施例11、比較例1~比較例7的結果來判斷：藉由在作為聚異戊二烯系橡膠的天然橡膠、與聚丁二烯橡膠這兩種交聯性橡膠的並用系統中調配二氧化矽、烷基型矽烷化劑、苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物，可形成加工性優異，同時衰減性能也優異，並且反復施加大變形時的物性的變化小的高衰減構件。

另外，根據實施例1~實施例11的結果來判斷：聚丁二烯橡膠的調配比例較佳為交聯性橡膠的總量中的40質量%以上、80質量%以下。

進而根據實施例1~實施例11的結果來判斷：相對於交聯性橡膠的總量100質量份，松香衍生物的調配比例較佳為3質量份以上、50質量份以下，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，咪唑系化合物的調配比例較佳為0.1質量份以上、10質量份以下，相對於交聯性橡膠的總量100質量份，二氧化矽的調配比例較佳為100質量份以上、180質量份以下。

Claims

一種高衰減組合物，其包含交聯性橡膠、及二氧化矽，所述交聯性橡膠是聚異戊二烯系橡膠、及聚丁二烯橡膠這兩種，所述高衰減組合物更包含式(1)所表示的烷基型矽烷化劑、式(2)所表示的苯基型矽烷化劑、松香衍生物、及咪唑系化合物；(R¹O)₃Si(CH₂)_nCH₃ (1)式中R¹表示碳數1~碳數3的烷基，n表示2~9的數；式中R²表示碳數1~碳數3的烷基；相對於所述交聯性橡膠的總量100質量份，所述烷基型矽烷化劑的調配比例為1質量份以上且10質量份以下。
如申請專利範圍第1項所述的高衰減組合物，其中所述聚異戊二烯系橡膠為天然橡膠。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的高衰減組合物，其中所述交聯性橡膠的總量中，聚丁二烯橡膠所占的調配比例為40質量%以上、80質量%以下。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的高衰減組合物，其中相對於交聯性橡膠的總量100質量份，所述松香衍生物的調配比例為3質量份以上、50質量份以下。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的高衰減組合物，其中相對於交聯性橡膠的總量100質量份，所述咪唑系化合物的調配比例為0.1質量份以上、10質量份以下。
如申請專利範圍第1項或第2項所述的高衰減組合物，其中相對於交聯性橡膠的總量100質量份，所述二氧化矽的調配比例為100質量份以上、180質量份以下。
一種制震阻尼器，其具備包含如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的高衰減組合物的黏彈性體。
一種免震支撐體，其具備包含如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的高衰減組合物的黏彈性體。