TWI781542B - 減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種顯示出高衰減性、並且相對於重覆變形或激振的穩定性優異的減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器。利用如下的減震阻尼器用橡膠組成物來解決課題，所述減震阻尼器用橡膠組成物含有：包含下述（A）的聚合物成分、與下述（B）成分及（C）成分，並且下述（D）成分相對於（A）成分100重量份的含量的合計為5重量份以下，其中所述橡膠組成物的儲存彈性係數滿足特定的條件。（A）以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物為主要成分的聚合物。（B）BET比表面積為350 m² /g以下的二氧化矽。（C）碳酸鈣。（D）選自由有機自由基捕捉劑及加工助劑所組成的群組中的至少一種。

Description

減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器

本發明是有關於一種減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器，詳細而言是有關於一種適合土木、建築領域中的減震或抗震等用途的減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器。

關於土木、建築領域中的減震裝置或抗震裝置、特別是橋樑或大廈等大型建築物中所使用的減震阻尼器，為了抑制由地震或風等引起的振動、由大型車的行駛等引起的交通振動等，除藉由所述減震阻尼器的機械結構的要素表現減震性能以外，要求藉由所述減震阻尼器中所使用的黏彈性體（橡膠材料）達成高衰減化。

先前的減震阻尼器中所使用的黏彈性體主要使用以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物為主要成分的黏彈性體（例如參照專利文獻1及專利文獻2）。 另外，對於苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物而言，為了表現出摩擦衰減，亦正在研究摻合二烯量多且容易引起摩擦衰減的低黏度乙烯-丙烯-二烯單體三元共聚物，或者高填充二氧化矽或碳酸鈣等小粒徑填料等。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2014-227521號公報 [專利文獻2]日本專利特開2015-183110號公報

[發明所欲解決之課題] 為了吸收大地震的能量，需要針對所述黏彈性體的高應變的高衰減化。另外，近年來於東日本大地震後，多發生中小地震，對於如於高樓大廈觀測到的長週期地震般多次連續的重覆變形而言，特性穩定化的需求不斷提高。

進而，亦重要的是提高藉由假定颱風的低應變、假定中小地震及長週期地震的中應變而多次連續激振時的、所述黏彈性體相對於重覆變形的穩定性。而且，於所述黏彈性體中，要求不會引起彈性係數、衰減性降低，而且於不使填料的添加量變化的情況下使重覆變形時的特性穩定。

即，其原因在於：於所述黏彈性體的先前的衰減性的提高方法中，存在藉由填料的高填充化賦予摩擦衰減，但於所述般的重覆變形或激振時，存在如下問題：由於聚合物與填料之間的破壞（剝離）或者填料凝聚塊的破壞而產生龜裂，從而引起特性降低。

本發明是鑑於此種情況而成者，其目的在於提供一種顯示出高衰減性、並且相對於重覆變形或激振的穩定性優異的減震阻尼器用橡膠組成物及其製造方法、以及減震阻尼器。

[解決課題之手段] 本發明者等人為了解決所述課題而反覆努力研究。於其研究的過程中，重新研究了藉由添加抗老化劑來提高耐久性的先前的減震阻尼器用橡膠組成物的調配組成，於本發明中想起，對於以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物為主要成分的聚合物成分，儘量抑制抗老化劑、交聯劑、交聯促進劑等自由基捕捉劑或加工助劑的添加，藉此提高相對於重覆變形的穩定性。即，於存在所述般的自由基捕捉劑的情況下，於橡膠組成物混練時藉由聚合物鏈斷裂而產生自由基時，自由基捕捉劑與自由基結合，因此難以與二氧化矽表面的OH基結合，二氧化矽的分散度降低。另外，於存在所述般的加工助劑的情況下，混練時容易滑動，二氧化矽等的分散度降低。相對於此，於自由基捕捉劑或加工助劑少的情況下，二氧化矽的活性基與聚合物的自由基結合，因此可實現二氧化矽的分散性，並且即便激振，亦難以引起聚合物與二氧化矽間的龜裂，從而提高相對於重覆變形或激振的穩定性。另外，於本發明中發現：作為填料，一起使用碳酸鈣與布厄特（Brunauer-Emmett-Teller，BET）比表面積為350 m² /g以下的二氧化矽，進行衰減性、剛性的調整等，並且如所述般二氧化矽與聚合物的結合進一步提高，因此可達成所期望的目的，從而完成了本發明。

即，本發明將以下的[1]～[8]作為其主旨。 [1] 一種減震阻尼器用橡膠組成物，含有：包含下述（A）的聚合物成分、與下述（B）成分及（C）成分，並且下述（D）成分相對於（A）成分100重量份的含量的合計為5重量份以下，所述減震阻尼器用橡膠組成物的特徵在於：所述橡膠組成物滿足下述（X）的條件。 （A）以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物為主要成分的聚合物。 （B）BET比表面積為350 m² /g以下的二氧化矽。 （C）碳酸鈣。 （D）選自由有機自由基捕捉劑及加工助劑所組成的群組中的至少一種。 （X）下述式（I）所示的ΔG'為8以下。 ΔG'=G'2/G'1······（I） [式（I）中，G'1為頻率11 Hz、擺動角0.28%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數，G'2表示頻率11 Hz、擺動角50%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數] [2] 如[1]所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述（A）成分的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物中的苯乙烯-異戊二烯的二嵌段量為50重量%～95重量%，苯乙烯量為10重量%～30重量%。 [3] 如[1]或[2]所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述（A）成分於100℃下的孟納黏度為10～50。 [4] 如[1]至[3]中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述（B）成分的DBA吸附量為10 mmol/kg～350 mmol/kg。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述（B）成分為選自二甲基矽烷基處理二氧化矽及三甲基矽烷基處理二氧化矽中的至少一種。 [6] 一種減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法，其為如[1]至[5]中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法，所述減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法的特徵在於包括：第一混練步驟，製備僅包含所述（A）成分的40重量%～80重量%、與所述（B）成分的50重量%～100重量%的母料；以及第二混練步驟，向所述母料中加入全部的剩餘的材料並進行混練。 [7] 一種減震阻尼器，其特徵在於：將包含如[1]至[5]中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物的黏彈性體作為其結構構件。 [8] 如[7]所述的減震阻尼器，其為高樓大廈用減震阻尼器。

再者，所述式（I）所示的ΔG'依據日本專利特開2006-47070號公報的記載般而成為用以評價填料的凝聚性的指標，ΔG'越小，表示填料的分散度越高。

[發明的效果] 根據以上內容，本發明的減震阻尼器用橡膠組成物可發揮如下性能：顯示出高衰減性，並且相對於重覆變形或激振的穩定性優異。 另外，本發明的減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法可高效地製造顯示出所述般的性能的特殊的橡膠組成物。 而且，將包含所述橡膠組成物的黏彈性體作為其結構構件的本發明的減震阻尼器如所述般，顯示出高衰減性，並且相對於重覆變形或激振的穩定性優異。因此，作為用於高樓大廈或橋樑等大型建築物的減震阻尼器，可發揮優異的性能。

繼而，對本發明的實施形態進行詳細說明。但是，本發明並不限於所述實施形態。

本發明的減震阻尼器用橡膠組成物為如下減震阻尼器用橡膠組成物，其含有：包含下述（A）的聚合物成分、與下述（B）成分及（C）成分，並且下述（D）成分相對於（A）成分100重量份的含量的合計為5重量份以下，所述橡膠組成物滿足下述（X）的條件。 （A）以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物（styrene-isoprene-styrene，SIS）為主要成分的聚合物。 （B）BET比表面積為350 m² /g以下的二氧化矽。 （C）碳酸鈣。 （D）選自由有機自由基捕捉劑及加工助劑所組成的群組中的至少一種。 （X）下述式（I）所示的ΔG'為8以下。 ΔG'=G'2/G'1······（I） [式（I）中，G'1為頻率11 Hz、擺動角0.28%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數，G'2表示頻率11 Hz、擺動角50%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數]

再者，所述式（I）所示的ΔG'依據日本專利特開2006-47070號公報的記載般而成為用以評價填料的凝聚性的指標，ΔG'越小，表示填料的分散度越高。而且，本發明中所述（X）的條件所示，ΔG'為8以下，較佳為ΔG'為0～8的範圍，更佳為ΔG'為0～7.5的範圍。 另外，G'1及G'2例如可藉由橡膠加工試驗機、硫化計（curelastometer）、動態黏彈性測定等來測定。更具體而言，可藉由Alpha技術（Alpha Technology）公司製造的RPA 2000來測定。

另外，於本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中，作為其聚合物成分，可僅使用以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物（SIS）為主要成分的聚合物（A）。 此處，所述「主要成分」表示佔超過所述聚合物成分的50重量%的比例者，較佳為表示所述聚合物成分的80重量%以上，更佳為表示所述聚合物成分的90重量%以上。而且，主旨為亦包括所述聚合物成分僅包含苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物（SIS）的情況。 進而，於本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中，相對於所述聚合物（A）100重量份，作為所述（D）成分的有機自由基捕捉劑及加工助劑的含量的合計需要設為5重量份以下。（D）成分相對於所述聚合物（A）100重量份的含量較佳為0重量份～4.5重量份的範圍，更佳為0重量份～4重量份的範圍，最佳為設為不含（D）成分。藉由如此，可進一步提高相對於重覆變形的穩定性。

此處，作為所述（D）成分的有機自由基捕捉劑是指於減震阻尼器用橡膠組成物中作為自由基捕捉劑發揮功能者，例如可列舉相當於交聯劑、交聯促進劑、抗老化劑者。於本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中，較佳為設為不含相當於交聯劑、交聯促進劑者，另外，於所述範圍內調配抗老化劑的情況下，例如可單獨使用或者併用兩種以上的芳香族二級胺系抗老化劑、特殊蠟系抗老化劑、胺-酮系抗老化劑、酚系抗老化劑、咪唑系抗老化劑等。 另外，作為所述（D）成分的加工助劑是指於減震阻尼器用橡膠組成物中作為加工助劑發揮功能者，於所述範圍內調配加工助劑的情況下，例如可單獨使用或者併用兩種以上的硬脂酸、石蠟、聚乙烯、解膠劑（peptizer）等。

《聚合物（A）》 如所述般，聚合物（A）中，SIS佔超過其50重量%的比例，較佳為聚合物（A）的80重量%以上、更佳為聚合物（A）的90重量%以上包含SIS。而且，所述聚合物（A）亦可僅包含SIS。 另外，視需要與SIS併用，可單獨使用或者併用兩種以上的乙烯-丙烯-二烯單體三元共聚物（ethylene-propylene-diene monomer，EPDM）、丙烯酸橡膠、胺基甲酸酯橡膠、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物（styrene-butadiene-styrene，SBS）、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段聚合物（styrene-isobutylene-styrene，SIBS）、苯乙烯-丁二烯（styrene-butadiene，SB）共聚物、苯乙烯-異戊二烯（styrene-isoprene，SI）共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯（SIS）共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯（styrene-ethylene-butylene，SEB）共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯（styrene-ethylene-butylene-styrene，SEBS）共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯（styrene-ethylene-propylene，SEP）共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯（styrene-ethylene-propylene-styrene，SEPS）共聚物、氫化的所述各共聚物、乙烯-丙烯共聚物（ethylene-propylene rubber，EPR）、丁二烯橡膠（butadiene rubber，BR）、異戊二烯橡膠（isoprene rubber，IR）、苯乙烯-丁二烯橡膠（styrene-butadiene rubber，SBR）、液態異戊二烯橡膠（液態IR）、液態丁二烯橡膠（液態BR）、液態苯乙烯-丁二烯橡膠（液態SBR）、液態苯乙烯-異戊二烯橡膠（液態SI）、液態苯乙烯-乙烯-丙烯橡膠（液態SEP）、液態異戊二烯-丁二烯橡膠（液態IR-BR）等。再者，該些聚合物的含量需要低於SIS，因此未滿聚合物（A）的50重量%，較佳為聚合物（A）的20重量%以下，更佳為聚合物（A）的10重量%以下。 另外，如所述般，與SIS併用而使用EPDM、丙烯酸橡膠、胺基甲酸酯橡膠等時，衰減特性更優異。

所述SIS中的苯乙烯-異戊二烯的二嵌段量較佳為50重量%～95重量%，更佳為60重量%～90重量%的範圍。若設為此種二嵌段量，則就容易獲得所期望的剪切彈性係數，獲得高衰減特性等方面而言變得更優異。 再者，所述二嵌段量為藉由凝膠滲透層析法（gel permeation chromatography，GPC）而測定的值。

另外，所述SIS中的苯乙烯量較佳為10重量%～30重量%，更佳為13重量%～25重量%的範圍。若為此種苯乙烯量，則就剪切彈性係數的方面而言更優異。 再者，所述苯乙烯量為利用核磁共振裝置（nuclear magnetic resonance，NMR）而測定的值。

進而，所述SIS的數量平均分子量（Mn）較佳為10萬～20萬的範圍，更佳為10萬～15萬的範圍。即，就衰減性的觀點而言，較佳為如此分子量小。 再者，所述數量平均分子量（Mn）為按照凝膠滲透層析法（GPC）而測定的值。

就提高填料的分散性而有效果地解決本發明的課題的觀點而言，所述聚合物（A）於100℃下的孟納黏度較佳為10～50，更佳為13～40的範圍。 所述聚合物（A）的孟納黏度為按照JIS K6300-1（2001）於試驗溫度100℃下測定的值。

《二氧化矽（B）》 作為所述二氧化矽（B），就解決本發明的課題的觀點而言，可使用BET比表面積為350 m² /g以下的二氧化矽。所述二氧化矽的BET比表面積較佳為80 m² /g～320 m² /g，更佳為100 m² /g～300 m² /g。 再者，所述二氧化矽的BET比表面積例如可於200℃下將試樣脫氣15分鐘後，使用混合氣體（N₂ ：70%，He：30%）作為吸附氣體，並利用BET比表面積測定裝置（Microdata公司製造，4232-II）來進行測定。 另外，就解決本發明的課題的觀點而言，所述二氧化矽（B）的DBA吸附量較佳為10 mmol/kg～350 mmol/kg，更佳為20 mmol/kg～300 mmol/kg的範圍。 所述DBA吸附量可根據二氧化矽表面的未反應矽烷醇基上吸附有二丁基胺（dibutyl amine，DBA）的量來進行測定。

作為所述二氧化矽（B），只要如所述般BET比表面積為350 m² /g以下，則並無特別限定，例如可單獨使用或者併用兩種以上的濕式二氧化矽、乾式二氧化矽、膠體二氧化矽等。

另外，對於所述二氧化矽（B）表面，視需要可實施利用矽酮油、六甲基二矽氮烷、辛基矽烷、二甲基二氯矽烷等二甲基矽烷、三甲基矽烷、單甲基三氯矽烷、脂肪酸（硬脂酸）等的疏水化處理。可單獨使用或者併用兩種以上的實施該些疏水化處理的二氧化矽或未實施此種表面處理的二氧化矽。

特別是於所述疏水化處理的二氧化矽中，就衰減性的觀點而言，較佳為藉由二甲基矽烷或三甲基矽烷進行了表面處理的二甲基矽烷基處理二氧化矽、三甲基矽烷基處理二氧化矽。

而且，就解決本發明的課題的觀點而言，相對於所述聚合物（A）100重量份，本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中的所述二氧化矽（B）的含有比例較佳為10重量份～200重量份的範圍，更佳為20重量份～150重量份的範圍，進而佳為30重量份～100重量份的範圍。

《碳酸鈣（C）》 作為所述碳酸鈣（C），例如除了可使用未進行表面處理的碳酸鈣以外，亦可使用實施了表面處理的碳酸鈣。其中，就進一步提高衰減特性的觀點而言，較佳為使用硬脂酸處理碳酸鈣、松香酸處理碳酸鈣、木質素處理碳酸鈣、脂肪酸四級銨鹽處理碳酸鈣等。更佳為脂肪酸四級銨鹽處理碳酸鈣、松香酸處理碳酸鈣、木質素處理碳酸鈣。 再者，所述各種碳酸鈣可單獨使用或者併用兩種以上。

而且，就解決本發明的課題的觀點而言，相對於所述聚合物（A）100重量份，本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中的所述碳酸鈣（C）的含有比例較佳為10重量份～200重量份的範圍，更佳為20重量份～150重量份的範圍，進而佳為30重量份～100重量份的範圍。

再者，於本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中，視需要亦可適宜調配所述以外的填料（其他填料）、黏著賦予劑、塑化劑等。

作為所述其他填料，可列舉：滑石、碳黑、碳纖維、碳奈米管等，該些可單獨使用或者併用兩種以上。

相對於所述聚合物（A）100重量份，本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中適宜調配的所述其他填料的含有比例較佳為1重量份～50重量份的範圍，更佳為5重量份～40重量份的範圍。若為此種含有比例，則衰減特性會進一步提高。

本發明的減震阻尼器用橡膠組成物中適宜調配的所述黏著賦予劑是以提高衰減特性或接著性為目的而使用，例如可較佳地使用氫化脂環族系烴樹脂、香豆酮樹脂、松香、松香酯、酮樹脂、二環戊二烯樹脂、馬來酸樹脂、環氧樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂等。該些可單獨使用或者併用兩種以上。

本發明的減震阻尼器用橡膠組成物例如可藉由使用捏合機、行星式混合機、混合輥、雙軸螺旋式攪拌機等將所述（A）成分～（C）成分、以及視需要的其他成分等加以混練而獲得。 另外，於分為第一混練步驟、即製備僅包含所述（A）成分的40重量%～80重量%、與所述（B）成分的50重量%～100重量%的母料；以及第二混練步驟、即向所述母料中加入全部的剩餘的材料並進行混練來製備橡膠組成物時，可進一步提高（B）成分的分散性，可高效地製造本發明的減震阻尼器用橡膠組成物，因此較佳。

然後，將如所述般製備的本發明的減震阻尼器用橡膠組成物加熱至熔融溫度以上使其熔融，使其流入模框內，放置冷卻而成形為規定形狀，藉此可製造作為本發明的減震阻尼器的結構構件的黏彈性體。

所述黏彈性體為未硫化的黏彈性體，其剪切彈性係數於剪切應變率200%、頻率0.33 Hz、溫度20℃的條件下較佳為0.1 N/mm² 以上，更佳為0.20 N/mm² ～0.35 N/mm² 的範圍，進而佳為0.20 N/mm² ～0.30 N/mm² 的範圍。

再者，所述黏彈性體的剪切彈性係數例如是使用圖5所示的裝置，按如下方式進行測定。即，於實施了噴砂處理的兩片金屬配件22的規定部位（試樣21的接著部位）塗佈橡膠用雙液接著劑後，於所述金屬配件22間夾持所述黏彈性體形成用的橡膠組成物，並進行乾燥。對其進行規定時間（例如，100℃下10分鐘）的熱壓成形，從而製作試樣21。然後，使所述裝置沿箭頭方向激振，基於圖6所示的負荷-應變環曲線而進行動態剪切特性的評價。即，對於所述裝置，使用激振機、輸入訊號振盪機、及輸出訊號處理機，於之前所敘述的條件（剪切應變率：200%（相對於試樣厚度為200%）、頻率（f）：0.33 Hz、測定溫度：20℃）下賦予激振，根據相對於所述激振的時間的剪切應變值（δ）與負荷值（Qd）的解析，並依照下述式（α）來求出等效剛性（Ke），並且依照下述式（β）來求出剪切彈性係數（Ge）。再者，下述式中，S表示試樣的面積，D表示試樣的厚度。 等效剛性：Ke（N/mm）=Qd/δ    ···（α） 剪切彈性係數：Ge（N/mm² ）=Ke÷S/D   ···（β）

此處，圖1表示本發明的減震阻尼器的一例。圖中，1表示減震阻尼器，2表示黏彈性體，4與5表示金屬板。而且，如圖示般，黏彈性體2以被夾在兩片金屬板4、金屬板5之間的狀態進行接著。 圖2是表示所述減震阻尼器的一例的剖面圖（圖1的A-A'剖面圖）。圖2中示出所述減震阻尼器中的黏彈性體2為單層結構者。 圖3是表示所述減震阻尼器的另一例的剖面圖（圖1的A-A'剖面圖）。圖3中示出所述減震阻尼器中的黏彈性體2為雙層結構者。

繼而，圖4表示所述減震阻尼器1的設置例（一例）。圖中，1表示減震阻尼器，2表示黏彈性體，4與5表示金屬板，6表示螺栓，7與8表示面板，10表示樑，11表示基座。如圖示般，減震阻尼器1的金屬板4、金屬板5分別藉由螺栓6而安裝於面板7、面板8上。而且，為了實現樑10與基座11之間的減震，夾持於所述金屬板4、金屬板5之間的黏彈性體2發揮功能。

本發明的減震阻尼器並不特別限定於所述形狀者，作為土木用、建築用的減震阻尼器、家電用或電子設備用的減震阻尼器等，可發揮優異的功能。 其中，作為橋樑或大廈等大型建築物中所使用的減震阻尼器、特別是作為高樓大廈用減震阻尼器，可發揮更優異的功能。 [實施例]

繼而，與比較例一併來說明實施例。但是，本發明只要不超出其主旨，則並不限定於該些實施例。

首先，於實施例及比較例之前，準備了下述所示的材料。再者，下述所示的材料所示的各數值是基於所述測定方法而測定的值。

〔SIS（i）〕 日本瑞翁（ZEON）公司製造，昆塔克（Quintac）3520（100℃下的孟納黏度：23，苯乙烯-異戊二烯的二嵌段量：78重量%，苯乙烯量：15重量%）

〔SIS（ii）〕 日本瑞翁（ZEON）公司製造，昆塔克（Quintac）3620（100℃下的孟納黏度：23，苯乙烯-異戊二烯的二嵌段量：12重量%，苯乙烯量：15重量%）

〔EPDM〕 三井化學公司製造，EPDM4021（100℃下的孟納黏度：24）

〔加工助劑〕 硬脂酸（日油公司製造，櫻花珠粒（Sakura beads））

〔抗老化劑〕 巴斯夫（BASF）公司製造，易璐諾斯（Irganox）1010

〔碳酸鈣〕 利用硬脂酸進行了表面處理的碳酸鈣（白石鈣公司製造，白豔華CC）

〔未處理二氧化矽（i）〕 未進行表面處理的二氧化矽（東曹二氧化矽公司製造，尼普西路（Nipsil）VN3，BET比表面積：218 m² /g，DBA吸附量：280 mmol/kg）

〔未處理二氧化矽（ii）〕 未進行表面處理的二氧化矽（日本艾羅西爾（Aerosil）公司製造，艾羅西爾（Aerosil）380，BET比表面積：380 m² /g，DBA吸附量：10 mmol/kg）

〔表面處理二氧化矽（i）〕 經三甲基矽烷基化劑進行了表面處理的二氧化矽（日本艾羅西爾（Aerosil）公司製造，艾羅西爾（Aerosil）RX200，BET比表面積：110 m² /g，DBA吸附量：10 mmol/kg）

〔實施例1～實施例5、比較例1～比較例5〕 將後述的表1、表2所示的各成分以所述表所示的比例進行調配，從而製備目標橡膠組成物。 再者，除比較例4以外，於製備母料（第一混練步驟）後，對剩餘的材料進行混練（第二混練步驟），藉此製備目標橡膠組成物。 所述第一混練步驟是藉由相對於聚合物（SIS、EPDM）總量的50重量%而加入二氧化矽的總量，利用捏合機混練130℃×10分鐘來進行。所述第二混練步驟是藉由在利用所述第一混練步驟而製備的母料中加入全部的剩餘的材料，利用捏合機混練130℃×10分鐘來進行。 於比較例4中，不製備所述般的母料，利用捏合機將全部材料混練130℃×20分鐘，藉此製備橡膠組成物。

[ΔG'] 相對於以所述方式獲得的實施例及比較例的橡膠組成物，利用RPA2000（Alpha技術（Alpha Technology）公司製造），測定頻率11 Hz、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數（擺動角0.28%下的儲存彈性係數G'1、及擺動角50%下的儲存彈性係數G'2）。而且，基於所述測定結果來算出下述式（I）所示的ΔG'。將該結果一併示於後述的表1、表2中。 ΔG'=G'2/G'1······（I）

然後，使用實施例及比較例的橡膠組成物進行下述的試驗（1）～試驗（3）。將該些的結果一併示於後述的表1、表2中。

《試驗（1）》 使用如圖5所示的裝置，進行橡膠組成物的動態剪切特性的評價。即，於實施了噴砂處理的兩片金屬配件22（大小140 mm×80 mm、厚度9 mm）的規定部位（試樣21的接著部位）塗佈橡膠用雙液接著劑後，於所述兩片金屬配件22之間夾持實施例或比較例的橡膠組成物，並進行乾燥。將其於100℃下進行10分鐘的熱壓成形，從而製作試樣（大小70 mm×80 mm、厚度5 mm）21。然後，使所述裝置沿箭頭方向激振，基於圖6所示的負荷-應變環曲線而進行動態剪切特性的評價。即，對於所述裝置而言，使用激振機（鷺宮製作所公司製造，動態伺服（DYNAMIC SERVO））、輸入訊號振盪機（橫河電氣公司製造，合成函數發生器（synthesized function generator）FC320）、及輸出訊號處理機（小野測器（ONO SOKKI）公司製造，便攜式FFT分析器CF-3200），賦予假定大地震時的激振（剪切應變率：200%（相對於試樣厚度為200%）、頻率（f）：0.33 Hz、測定溫度：20℃），根據相對於所述激振時間的剪切應變值（δ）與負荷值（Qd）的分析，並依照下述式（1）～式（4）來求出等效剛性（Ke）、等效衰減係數（Ce），並且由所述值來求出剪切彈性係數（Ge）、衰減常數（he）。再者，下述式中，ω=2πf、W=Keδ² /2、ΔW表示負荷-應變環面積（吸收能量），S表示試樣的面積，D表示試樣的厚度。 等效剛性：Ke（N/mm）=Qd/δ    ···（1） 等效衰減係數：Ce（kN·s/m）=ΔW/πωδ² ···（2） 衰減常數：he=ΔW/4πW    ···（3） 剪切彈性係數：Ge（N/mm² ）=Ke÷S/D   ···（4）

《試驗（2）》 按照所述試驗（1）的方法，另外進行如下試驗：使用激振機（鷺宮製作所公司製造，動態伺服（DYNAMIC SERVO））、輸入訊號振盪機（橫河電氣公司製造，合成函數發生器FC320）、及輸出訊號處理機（小野測器（ONO SOKKI）公司製造，便攜式FFT分析器CF-3200），於剪切應變率：200%、頻率（f）：0.33 Hz、測定溫度：20℃下激振五十次。然後測定此時的第二次激振時的剪切彈性係數（Ge₂ ）與所述第五十次激振時的剪切彈性係數（Ge₅₀ ），算出下述式（II）所示的值（%）。將該值設為「第二波～第五十波的Ge變化率」。 {（Ge₂ -Ge₅₀ ）/Ge₂ }×100·········（II）

進行所述五十次激振的試驗，經過24小時後，再次於與所述相同的條件下激振，測定第二次激振時的剪切彈性係數（Ge_2' ）。然後，算出下述式（III）所示的值（%）。將該值設為「五十波激振後24h後的Ge變化率」。 {（Ge₂ -Ge_2' ）/Ge₂ }×100·········（III）

《試驗（3）》 按照所述試驗（1）的方法，另外進行如下試驗：使用激振機（鷺宮製作所公司製造，動態伺服（DYNAMIC SERVO））、輸入訊號振盪機（橫河電氣公司製造，合成函數發生器FC320）、及輸出訊號處理機（小野測器（ONO SOKKI）公司製造，便攜式FFT分析器CF-3200），賦予假定颱風的激振（剪切應變率：50%（相對於試樣厚度而為50%）、頻率（f）：5 Hz、測定溫度：20℃）。然後測定此時的第二次激振時的剪切彈性係數（Ge'₂ ）與第二千五百次激振時的剪切彈性係數（Ge'₂₅₀₀ ），算出下述式（IV）所示的值（%）。將該值設為「第二波～第二千五百波的Ge變化率」。 {（Ge'₂ -Ge'₂₅₀₀ ）/Ge'₂ }×100·········（IV）

進行所述二千五百次激振的試驗，經過24小時後，再次於與所述相同的條件下激振，測定第二次激振時的剪切彈性係數（Ge'_2' ）。然後，算出下述式（V）所示的值（%）。將該值設為「二千五百波激振後24h後的Ge變化率」。 {（Ge'₂ -Ge'_2' ）/Ge'₂ }×100·········（V）

[綜合評價] 根據所述試驗（1）～試驗（3）的測定結果，將剪切彈性係數（Ge）為0.1 N/mm² 以上、衰減常數（he）為0.35以上、且所述式（II）及式（IV）所示的Ge變化率均為40以下、所述式（III）及式（V）所示的Ge變化率均為20以下者評價為「◎」。 另外，將不符合所述「◎」，但根據所述試驗（1）～試驗（3）的測定結果，剪切彈性係數（Ge）為0.1 N/mm² 以上、衰減常數（he）為0.35以上、且所述式（II）～式（V）所示的Ge變化率均為40以下者評價為「○」。 另外，將不符合所述「◎」及「○」，但根據所述試驗（1）～試驗（3）的測定結果，剪切彈性係數（Ge）為0.1 N/mm² 以上、衰減常數（he）大於0.30、且所述式（II）～式（V）所示的Ge變化率均為40以下者評價為「△」。 而且，將均不符合所述「◎」、「○」及「△」中任一評價者評價為「×」。

[表1]

（重量份）
	實施例
1	2	3	4	5
SIS（i）	100	80	100	100	-
SIS（ii）	-	-	-	-	100
EPDM	-	20	-	-	-
加工助劑	-	-	-	2.5	-
抗老化劑	-	-	-	2.5	-
碳酸鈣	40	40	40	40	40
未處理二氧化矽（i）	30	30	-	30	30
未處理二氧化矽（ii）	-	-	-	-	-
表面處理二氧化矽	-	-	30	-	-
利用母料進行的製備	有	有	有	有	有
ΔG'	7.0	7.3	7.5	7.4	7.8
試驗（1）	剪切彈性係數Ge（N/mm2 ）	0.20	0.22	0.25	0.25	0.27
衰減常數he	0.36	0.40	0.40	0.38	0.32
試驗（2）	第二波～第五十波的Ge變化率（%）	22	35	35	26	22
五十波激振後24h後的Ge變化率（%）	11	22	22	19	11
試驗（3）	第二波～第二千五百波的Ge變化率（%）	25	27	32	29	25
二千五百波激振後24h後的Ge變化率（%）	14	16	23	20	14
綜合評價	◎	○	○	○	△

[表2]

（重量份）
	比較例
1	2	3	4	5
SIS（i）	100	80	100	100	100
SIS（ii）	-	-	-	-	-
EPDM	-	20	-	-	-
加工助劑	5	5	5	-	-
抗老化劑	5	5	5	-	-
碳酸鈣	40	40	40	40	40
未處理二氧化矽（i）	30	30	-	30	-
未處理二氧化矽（ii）	-	-	-	-	30
表面處理二氧化矽	-	-	30	-	-
利用母料進行的製備	有	有	有	無	有
ΔG'	10.3	10	10.5	10.5	7.8
試驗（1）	剪切彈性係數Ge（N/mm2 ）	0.25	0.25	0.28	0.28	0.28
衰減常數he	0.38	0.42	0.42	0.40	0.30
試驗（2）	第二波～第五十波的Ge變化率（%）	32	38	40	34	38
五十波激振後24h後的Ge變化率（%）	25	26	28	28	25
試驗（3）	第二波～第二千五百波的Ge變化率（%）	50	58	65	52	48
二千五百波激振後24h後的Ge變化率（%）	25	30	34	28	26
綜合評價	×	×	×	×	×

根據所述表1的結果，實施例的試樣含有本發明中規定的各成分，進而有機自由基捕捉劑（抗老化劑）及加工助劑的含量的合計被抑制在本發明中規定的範圍內，作為二氧化矽分散性的指標的ΔG'亦為8以下。因此可知，結果為剪切彈性係數（Ge）及衰減常數（he）滿足先前的評價基準，進而長期持續施加激振時的Ge變化率亦得到抑制。另外，如所述般於長期持續施加激振後經過24小時時，Ge變化率進一步變小，因此可知剪切彈性係數的恢復性亦優異。 根據以上內容可知，實施例的試樣顯示出高衰減性，並且相對於重覆變形或激振的穩定性優異。

相對於此，根據所述表2的結果，比較例1～比較例3的試樣中有機自由基捕捉劑（抗老化劑）及加工助劑的含量的合計超過本發明中規定的範圍，ΔG'亦成為超過8的值。而且，特別是由於所述式（IV）所示的Ge變化率過大，故結果為無法獲得本發明所要求的性能。比較例4的試樣未利用母料進行製備，ΔG'亦成為超過8的值。而且，特別是由於所述式（IV）所示的Ge變化率過大，故結果為無法獲得本發明所要求的性能。比較例5的試樣中雖然ΔG'為8以下，但使用了BET比表面積高（BET比表面積超過350 m² /g）的二氧化矽，其結果，衰減常數（he）特別小，結果為無法獲得本發明所要求的性能。 [產業上之可利用性]

本發明的減震阻尼器作為土木用、建築用的減震阻尼器、家電用或電子設備用的減震阻尼器等，可發揮優異的功能。其中，作為橋樑或大廈等大型建築物中所使用的減震阻尼器、特別是作為高樓大廈用減震阻尼器，可發揮更優異的功能。 另外，包括作為本發明的減震阻尼器的結構構件的黏彈性體的、建築用的減震壁等減震裝置或抗震裝置、家電用或電子設備用的減震材料或衝擊吸收材料、汽車用的減震材料或衝擊吸收材料等亦能夠用作本發明的減震阻尼器。

1:減震阻尼器 2:黏彈性體 4、5:金屬板 6:螺栓 7、8:面板 10:樑 11:基座 21:試樣 22:金屬配件 Ke:等效剛性 Qd:負荷值 δ:剪切應變值 ΔW:負荷-應變環面積（吸收能量）

圖1是表示減震阻尼器的一例的正視圖。 圖2是表示所述減震阻尼器的一例的剖面圖。 圖3是表示所述減震阻尼器的另一例的剖面圖。 圖4是表示所述減震阻尼器的設置狀態的示意圖。 圖5是用於進行動態剪切特性的評價方法的裝置的示意圖。 圖6是表示負荷-應變環曲線的圖形圖。

1:減震阻尼器

2:黏彈性體

4、5:金屬板

Claims (9)

1. 一種減震阻尼器用橡膠組成物，含有：包含下述(A)的聚合物成分、與下述(B)成分及(C)成分，並且下述(D)成分相對於(A)成分100重量份的含量的合計為5重量份以下，所述減震阻尼器用橡膠組成物的特徵在於：所述橡膠組成物滿足下述(X)的條件，(A)以苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物為主要成分的聚合物；(B)布厄特比表面積為350m²/g以下的二氧化矽；(C)碳酸鈣；(D)選自由有機自由基捕捉劑及加工助劑所組成的群組中的至少一種；(X)下述式(I)所示的△G'為8以下；△G'=G'2/G'1．．．．．．(I)式(I)中，G'1為頻率11Hz、擺動角0.28%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數，G'2表示頻率11Hz、擺動角50%、40℃下的未硫化橡膠組成物的儲存彈性係數，所述(A)成分的苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物中的苯乙烯-異戊二烯的二嵌段量為50重量%~95重量%，苯乙烯量為10重量%~30重量%。
2. 如請求項1所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述(A)成分於100℃下的孟納黏度為10~50。
3. 如請求項1所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述(A)成分於100℃下的孟納黏度為10~50。
4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述(B)成分的二丁基胺吸附量為10mmol/kg~350mmol/kg。
5. 如請求項1至請求項3中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述(B)成分為選自二甲基矽烷基處理二氧化矽及三甲基矽烷基處理二氧化矽中的至少一種。
6. 如請求項4所述的減震阻尼器用橡膠組成物，其中所述(B)成分為選自二甲基矽烷基處理二氧化矽及三甲基矽烷基處理二氧化矽中的至少一種。
7. 一種減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法，其為如請求項1至請求項6中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法，所述減震阻尼器用橡膠組成物的製造方法的特徵在於包括：第一混練步驟，製備僅包含所述(A)成分的40重量%~80重量%、與所述(B)成分的50重量%~100重量%的母料；以及第二混練步驟，向所述母料中加入全部的剩餘的材料並進行混練。
8. 一種減震阻尼器，其特徵在於：將包含如請求項1至請求項6中任一項所述的減震阻尼器用橡膠組成物的黏彈性體作為其結構構件。
9. 如請求項8所述的減震阻尼器，其為高樓大廈用減 震阻尼器。

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