[发明专利]一种宽温域高阻尼三元橡胶组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶制品的三元橡胶组合物领域，具体是一种宽温域高阻尼三元橡胶组合物及其制备方法。 

背景技术

各种机械设备在运转和工作过程中会产生不同程度的振动和噪声，极大影响了人们的正常生产和生活水平，控制振动和降低噪音，已经成为当今社会亟待解决的难题之一。阻尼材料作为一类功能环保材料可以吸收振动机械能，并将其转化为热能耗散掉，从而降低体系的共振振幅，起到减震降噪的目的。而高分子阻尼材料特别是橡胶阻尼材料由于比重轻、易于加工、并且能够产生较大的内耗（即高阻尼），成为目前研究最多、应用最广的阻尼材料。

众多橡胶阻尼材料中，丁基类橡胶（包括丁基橡胶、卤化丁基橡胶）由于其特有的液-液转变和玻璃化转变一起构成了一个高强度的阻尼耗散区，因此本身具有较高的阻尼值，但在该转变区内，高阻尼值的有效阻尼功能区（阻尼因子tanδ>0.3）主要集中在低温部分，在15℃以上，阻尼值偏低，而在工程应用中，往往需要阻尼橡胶在宽温度范围内具有阻尼功能，如交通工具火车和小汽车等减震元件需要在-50℃~+50℃范围内具有阻尼功能，因此如何拓宽丁基类橡胶室温以上的有效阻尼功能区是目前橡胶阻尼材料的研究热点之一。

现有技术公开了一些拓宽丁基类橡胶有效阻尼功能区的方法，如黄光速等公开了一系列的丙烯酸酯共聚物或均聚物与丁基橡胶制备的宽温域阻尼材料（专利号：200510020174.5，200510020175.X，200610020403.8），所得材料具有优良的阻尼性能，但所用的丙烯酸酯共聚物或均聚物需自行合成，工艺较为复杂，溶剂和单体完全去除困难且成本较高；张德志等在氯化丁基橡胶中添加合成树脂作增粘剂（苏州大学学报（工科版），2009，第29卷，第2期，57-61），可以获得宽温域高阻尼的橡胶材料，但是，材料的力学性能不好，拉伸强度基本在10MPa以下，而且树脂添加量多，体系粘度大，加工极其困难，不利于工业化生产。一般来说，丁基类橡胶与其他单一橡胶并用，由于Tg 相差不大,这种方法不能改进丁基类橡胶的高温阻尼性能或两峰之间的波谷区阻尼值偏低的问题。本课题组曾研究了氯化丁基橡胶与丁腈橡胶共混胶的阻尼性能（如图1），结果表明，氯化丁基橡胶与丁腈橡胶共混物的阻尼温域很宽（-75℃~65℃），但是在-20℃~5℃温域内的有效阻尼值tanδ低于0.3。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种宽温域高阻尼三元橡胶组合物及其制备方法，本发明制备的组合物拓宽了丁基类橡胶的有效阻尼功能区，使其有效阻尼功能区移向室温乃至更高，在比较宽的温度范围内具有良好的阻尼性能，同时材料的物理机械性能较好，适合作为粘弹性阻尼材料使用。

实现本发明目的所采用的技术方案：

一种宽温域高阻尼三元橡胶组合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）在40~100℃，将按重量份数计的丁基类橡胶100份、丁腈橡胶10~40份以及氯丁橡胶10~60份，分别塑炼1~20分钟后，共混；

（2）将硫化剂2~32份、硫化助剂7~17份以及填料5~100份添加到上述三种橡胶的共混物中制备成混炼胶；

（3）将上述混炼胶停放8~24小时，然后于100~200℃，5~20MPa下，硫化1~60分钟，即可制得所需三元橡胶组合物。

所述丁基类橡胶为丁基橡胶、氯化丁基橡胶或溴化丁基橡胶中的任一种。

所述步骤（2）中还添加软化剂1~20份。

所述填料为炭黑或白炭黑。

所述炭黑为天然气半补强炭黑、天然气槽法炭黑或混气炭黑中的任一种。

所述白炭黑为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。

所述硫化剂包括：硫磺1~5份、酚醛树脂0~30份；硫化助剂包括：氧化锌5~10份、硬脂酸1~5份、二硫化二苯并噻唑1~5份。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明所制得的阻尼橡胶组合物的原料市售易得，加工成型方法简单，综合利用丁基类橡胶和丁腈橡胶极性相差大且氯丁橡胶极性介于两者之间，并且氯丁橡胶与丁基类橡胶和丁腈橡胶均具有一定的相容性的特性，通过添加填料或软化剂改善其加工及阻尼性能，使其有效阻尼功能区移向室温乃至更高达68℃，在比较宽的温度范围内（-66℃~68℃）均具有良好的阻尼性能，同时材料的物理机械性能较好，可以实现工业化生产。

附图说明

图1为本发明动态力学谱图。