[发明专利]聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料及其制备方法，采用以下配方组成：氯化丁基橡胶100、硫化剂1～3、促进剂1～3、硬脂酸2～4、纳米氧化锌1～2、防老剂2～4、轻质氧化镁1～3、聚硅氧烷微球5～20，按配方加入到开炼机中混炼得到聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料。与现有技术相比，本发明利用聚硅氧烷微球对氯化丁基橡胶进行改性处理，可以显著拓展阻尼温域，提高阻尼性能、力学性能和导热性能。

技术领域

本发明涉及一种聚硅氧烷复合材料，尤其是涉及一种聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料及其制备方法。

背景技术

现代工业的快速发展使得机械设备趋于高速化，和机械相关的振动和噪音等一系列问题也随之产生，这些问题既加速了机械结构的疲劳损坏，缩短其使用寿命，在一定程度上还会污染环境以及危害人体健康。因此，研制性能优异的高效阻尼材料，提高其阻尼减振效果，改善机械设备运行环境至关重要。

氯化丁基橡胶在减震、阻尼等领域的应用十分宽广。随着汽车工业和航天工业等尖端高科技的发展，氯化丁基橡胶作为优秀的减震基材有着十分广阔的应用前景。氯化丁基橡胶为有活性氯的异丁烯-异戊二烯共聚弹性体。在橡胶的常见硫化体系中，异丁烯-异戊二烯共聚弹性体可与异戊二烯的碳-碳双键或者活性氯中的一种或者两种进行交联，因此氯化丁基橡胶的硫化胶具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，能够在强腐蚀或者高温等极端环境下使用。氯化丁基橡胶的硫化速度快于丁基橡胶的硫化速度，并且能够与其他弹性体并用而硫化。我国氯化丁基橡胶曾经完全依赖进口，而国内对氯化丁基橡胶的需求以每年15％～20％的增长率持续增长，2005年增长率达到44.4％。

但氯化丁基橡胶存在高温有效阻尼功能区不够宽广、低温阻尼稳定性不佳以及阻尼效果、导热性能不能满足阻尼减振苛刻要求等缺陷，因此其应用领域具有一定的局限性。

中国专利CN105906956A公开了一种高阻尼氯化丁基阻尼橡胶及其制备方法，所述高阻尼氯化丁基阻尼橡胶由以下组分混炼得到：100质量份氯化丁基橡胶、12.5～25质量份辛基三嗪酮母炼胶、2～4质量份硫化剂、1～1.5质量份促进剂、1～3质量份硬脂酸、1～3质量份纳米氧化锌、1～3质量份防老剂。该专利仅侧重于利用辛基三嗪酮和氯化丁基橡胶间的氢键作用来提升橡胶的阻尼性能，阻尼机制单一，从而无法提升阻尼温域。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种显著提高阻尼性能、力学性能和导热性能的聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种聚硅氧烷微球阻尼氯化丁基橡胶复合材料，采用以下组分及重量份含量的原料制备得到：

氯化丁基橡胶100、硫化剂1～3、促进剂1～3、硬脂酸2～4、纳米氧化锌1～2、防老剂2～4、轻质氧化镁1～3、聚硅氧烷微球5～20。

所述的聚硅氧烷微球采用以下方法制备得到：

(1)将正辛烷与司班85混合均匀后，加入到含有氨水的水中，控制搅拌速率为300～500r/min，搅拌1～3h；

(2)向步骤(1)得到的溶液中滴加甲基三甲氧基硅烷(MTMS)，搅拌速率为500～800r/min，搅拌24～36h，直至反应充分，抽滤反应物，并将抽滤得到的产物放入烘箱干燥，得到聚硅氧烷微球；

(3)采用100～600目筛网对上述干燥后的聚硅氧烷微球筛分1～2h，所得聚硅氧烷微球作为氯化丁基橡胶的填料，如选择小于100目的筛网，筛分出的聚硅氧烷微球的粒径较大，会导致氯化丁基橡胶的阻尼和力学性能下降。

步骤(1)中正辛烷、司班85与水的质量比为60-80:10-20:30-50，氨水的加入量为2-4mL/30-50g水。