專(zhuān)利名稱：丁基橡膠系高性能阻尼材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及丁基橡膠系高性能阻尼材料配方。特別是以氯化丁基橡膠為基體，以石油樹(shù)脂、氯化石蠟為阻尼添加劑的高性能阻尼材料。
背景技術(shù)：
高聚物阻尼材料是基于高聚物的粘彈性，即在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)，由分子鏈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦，將外場(chǎng)作用的機(jī)械能或聲能部分地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苌⒁?，而具有減振降噪作用的功能材料。由于具有優(yōu)異的阻尼效果，被廣泛地用于宇航事業(yè)、交通運(yùn)輸、機(jī)械設(shè)備、建筑工程及日常生活等領(lǐng)域。
一般均聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變的溫度范圍比較窄，產(chǎn)生有效阻尼的溫度范圍大致為玻璃化溫度(Tg)附近的±10～15℃，材料的使用溫度范圍有限。橡膠類(lèi)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)大多發(fā)生在室溫以下，而塑料類(lèi)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)在室溫以上，均不能很好地滿足實(shí)際使用的需要。為了研制滿足特定使用要求的高聚物粘彈阻尼材料，通常將Tg較低和較高的兩種聚合物進(jìn)行共混，其制備方法通常有共混方法和化學(xué)方法兩種。前者主要有溶液、機(jī)械共混法等，后者主要包括嵌段和接枝共聚、互穿網(wǎng)絡(luò)高聚物(Interpenetrating Polymer Network，IPN)等方法。本發(fā)明提出了一種設(shè)計(jì)高性能阻尼材料的全新思路。在具有極性側(cè)基的高分子中，添加大量的有機(jī)極性低分子，通過(guò)調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)，形成一種均勻分散的分子復(fù)合體，利用高分子與低分子的相互作用呈現(xiàn)出高阻尼特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于以氯化丁基橡膠為基體，以廉價(jià)的石油樹(shù)脂、氯化石蠟等阻尼增強(qiáng)劑開(kāi)發(fā)出一系列具有工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的高性能阻尼材料。
丁基橡膠系高性能阻尼材料，以氯化丁基橡膠為基體，以石油樹(shù)脂、氯化石蠟為添加劑， 其中(以質(zhì)量份數(shù)為單位)氯化丁基橡膠100份氯化石蠟0-165份石油樹(shù)脂0-250份。
所述的氯化石蠟為40#氯化石蠟、70#氯化石蠟。
所述的石油樹(shù)脂為M90石油樹(shù)脂、M115石油樹(shù)脂、ECR806石油樹(shù)脂、E-1401石油樹(shù)脂。
在實(shí)驗(yàn)用Φ160雙輥開(kāi)煉機(jī)(152×305mm)上制備混煉膠，輥筒速比為1∶1.42；按上述比例加入氯化丁基橡膠、石油樹(shù)脂和氯化石蠟中的一種或兩種，出片后，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣。
采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)對(duì)阻尼材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。測(cè)試條件頻率10Hz，溫度-50℃~+120℃，升溫速率2℃/min，采用拉伸夾具。
本發(fā)明所采用的阻尼添加劑石油樹(shù)脂和氯化石蠟可以顯著改善氯化丁基橡膠的阻尼性能、同時(shí)可通過(guò)改變添加量隨意調(diào)節(jié)阻尼材料的適用溫度范圍，從而使我們能夠獲得所需要的使用溫度范圍的阻尼材料。石油樹(shù)脂還可以賦予氯化丁基橡膠自粘結(jié)性能，有利于改善施工條件。石油樹(shù)脂和氯化石蠟的添加還可大幅降低材料的成本。


圖1是CIIR/M90＝100/250動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖2是CIIR/M115＝100/250動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖3是CIIR/CP40/CP70＝100/50/115動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖4是CIIR/ECR806＝100/250動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖5是CIIP/E1401＝100/250動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖6是CIIP/E1102＝100/50動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖7是CIIP/P70＝100/150動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜；圖8是CIIR/CP40＝100/15動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明內(nèi)容通過(guò)以下的實(shí)施例和附圖作進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明的范圍。
與動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀DMA有關(guān)參數(shù)的物理意義如下Tanδ＝E”/E’
Tanδ——損耗因子E”——損耗模量E’——彈性模量實(shí)施例1100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入250克M90石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，該材料的損耗因子峰值為2.95，峰值位于47.8℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是14℃-77.9℃。
實(shí)施例2100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入250克M115石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，該材料的損耗因子峰值為2.95，峰值位于47.8℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是14℃-77.9℃。
實(shí)施例3100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入50克40#氯化石蠟，115克70#氯化石蠟，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖3。由圖3可以看出，該材料的損耗因子峰值為1.53，峰值位于38.9℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是-29.2℃-59.8℃。
實(shí)施例4100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入250克ECR806石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖4。由圖4可以看出，該材料的損耗因子峰值為3.42，峰值位于46.8℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是15.9℃-105℃。
實(shí)施例5100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入250克E-1401石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，該材料的損耗因子峰值為3.42，峰值位于77.8℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是44.9℃-132℃。
實(shí)施例6100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入50克E1102石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖6。由圖6可以看出，該材料的損耗因子峰值為1.03，峰值位于19.9℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是-19.2℃-62.9℃。
實(shí)施例7100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入150克P70石油樹(shù)脂，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖7。由圖7可以看出，該材料的損耗因子峰值為2.44，峰值位于29.9℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是0.9℃-76.9℃。
實(shí)施例8100克氯化丁基橡膠在雙輥開(kāi)煉機(jī)上混入15克40#氯化石蠟，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣，采用動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀對(duì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析。采用該配方的氯化丁基橡膠材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析圖譜見(jiàn)圖8。由圖8可以看出，該材料的損耗因子峰值為1.59，峰值位于51℃；損耗因子大于0.5的溫度范圍是15.9℃-103.1℃。
權(quán)利要求
1.丁基橡膠系高性能阻尼材料，其特征在于，以氯化丁基橡膠為基體，以石油樹(shù)脂、氯化石蠟為添加劑，其中(以質(zhì)量份數(shù)為單位)氯化丁基橡膠100份氯化石蠟0-165份石油樹(shù)脂0-250份。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的丁基橡膠系高性能阻尼材料，其特征在于，所述的氯化石蠟為40#氯化石蠟、70#氯化石蠟。
3.如權(quán)利要求1所述的丁基橡膠系高性能阻尼材料，其特征在于，所述的石油樹(shù)脂為M90石油樹(shù)脂、M115石油樹(shù)脂、ECR806石油樹(shù)脂、E-1401石油樹(shù)脂、E1102石油樹(shù)脂、P70石油樹(shù)脂。
4.如權(quán)利要求1所述的丁基橡膠系高性能阻尼材料，其特征在于，在實(shí)驗(yàn)用Φ160雙輥開(kāi)煉機(jī)(152×305mm)上制備混煉膠，輥筒速比為1∶1.42；按上述比例加入氯化丁基橡膠、石油樹(shù)脂和氯化石蠟中的一種或兩種，出片后，采用電加熱平板的25t液壓平板硫化機(jī)制備2mm厚片狀材料試樣。
全文摘要
本發(fā)明涉及丁基橡膠系高性能阻尼材料配方。是以氯化丁基橡膠為基體，以石油樹(shù)脂、氯化石蠟為阻尼添加劑開(kāi)發(fā)的一系列高性能阻尼材料。這些阻尼材料的特點(diǎn)是損耗因子大，高損耗溫度范圍可在很大的范圍內(nèi)通過(guò)調(diào)整添加劑的種類(lèi)和添加量任意調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)C08L9/00GK1594407SQ20041002541
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者吳馳飛, 張喜亮, 李慧, 肖方一 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)