丁基橡胶系高性能阻尼材料

摘要

本发明涉及丁基橡胶系高性能阻尼材料配方。是以氯化丁基橡胶为基体，以石油树脂、氯化石蜡为阻尼添加剂开发的一系列高性能阻尼材料。这些阻尼材料的特点是损耗因子大，高损耗温度范围可在很大的范围内通过调整添加剂的种类和添加量任意调节。

说明书

                            技术领域

本发明涉及丁基橡胶系高性能阻尼材料配方。特别是以氯化丁基橡胶为基体，以石油树脂、氯化石蜡为阻尼添加剂的高性能阻尼材料。

                            背景技术

高聚物阻尼材料是基于高聚物的粘弹性，即在玻璃化转变区域内，由分子链运动产生的内摩擦，将外场作用的机械能或声能部分地转变为热能散逸，而具有减振降噪作用的功能材料。由于具有优异的阻尼效果，被广泛地用于宇航事业、交通运输、机械设备、建筑工程及日常生活等领域。

一般均聚物的玻璃化转变的温度范围比较窄，产生有效阻尼的温度范围大致为玻璃化温度(Tg)附近的±10～15℃，材料的使用温度范围有限。橡胶类材料的玻璃化转变区大多发生在室温以下，而塑料类材料的玻璃化转变区在室温以上，均不能很好地满足实际使用的需要。为了研制满足特定使用要求的高聚物粘弹阻尼材料，通常将Tg较低和较高的两种聚合物进行共混，其制备方法通常有共混方法和化学方法两种。前者主要有溶液、机械共混法等，后者主要包括嵌段和接枝共聚、互穿网络高聚物(Interpenetrating Polymer Network，IPN)等方法。本发明提出了一种设计高性能阻尼材料的全新思路。在具有极性侧基的高分子中，添加大量的有机极性低分子，通过调节成型工艺参数，形成一种均匀分散的分子复合体，利用高分子与低分子的相互作用呈现出高阻尼特性。

                            发明内容

本发明的目的在于以氯化丁基橡胶为基体，以廉价的石油树脂、氯化石蜡等阻尼增强剂开发出一系列具有工业化应用价值的高性能阻尼材料。

丁基橡胶系高性能阻尼材料，以氯化丁基橡胶为基体，以石油树脂、氯化石蜡为添加剂，  其中：(以质量份数为单位)

氯化丁基橡胶：100份

氯化石蜡：0-165份

石油树脂：0-250份。

所述的氯化石蜡为40#氯化石蜡、70#氯化石蜡。

所述的石油树脂为M90石油树脂、M115石油树脂、ECR806石油树脂、E-1401石油树脂。

在实验用Φ160双辊开炼机(152×305mm)上制备混炼胶，辊筒速比为1∶1.42；按上述比例加入氯化丁基橡胶、石油树脂和氯化石蜡中的一种或两种，出片后，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样。

采用动态力学分析仪(DMA)对阻尼材料进行动态力学测试分析。测试条件：频率10Hz，温度-50℃~+120℃，升温速率2℃/min，采用拉伸夹具。

本发明所采用的阻尼添加剂石油树脂和氯化石蜡可以显著改善氯化丁基橡胶的阻尼性能、同时可通过改变添加量随意调节阻尼材料的适用温度范围，从而使我们能够获得所需要的使用温度范围的阻尼材料。石油树脂还可以赋予氯化丁基橡胶自粘结性能，有利于改善施工条件。石油树脂和氯化石蜡的添加还可大幅降低材料的成本。

                            附图说明

图1是CIIR/M90＝100/250动态力学测试分析图谱；

图2是CIIR/M115＝100/250动态力学测试分析图谱；

图3是CIIR/CP40/CP70＝100/50/115动态力学测试分析图谱；

图4是CIIR/ECR806＝100/250动态力学测试分析图谱；

图5是CIIP/E1401＝100/250动态力学测试分析图谱；

图6是CIIP/E1102＝100/50动态力学测试分析图谱；

图7是CIIP/P70＝100/150动态力学测试分析图谱；

图8是CIIR/CP40＝100/15动态力学测试分析图谱。

                            具体实施方式

本发明内容通过以下的实施例和附图作进一步阐述，但并不限制本发明的范围。

与动态力学分析仪DMA有关参数的物理意义如下：

Tanδ＝E”/E’

Tanδ——损耗因子

E”——损耗模量

E’——弹性模量

实施例1：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入250克M90石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图1。由图1可以看出，该材料的损耗因子峰值为2.95，峰值位于47.8℃；损耗因子大于0.5的温度范围是14℃-77.9℃。

实施例2：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入250克M115石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图2。由图2可以看出，该材料的损耗因子峰值为2.95，峰值位于47.8℃；损耗因子大于0.5的温度范围是14℃-77.9℃。

实施例3：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入50克40#氯化石蜡，115克70#氯化石蜡，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图3。由图3可以看出，该材料的损耗因子峰值为1.53，峰值位于38.9℃；损耗因子大于0.5的温度范围是-29.2℃-59.8℃。

实施例4：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入250克ECR806石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图4。由图4可以看出，该材料的损耗因子峰值为3.42，峰值位于46.8℃；损耗因子大于0.5的温度范围是15.9℃-105℃。

实施例5：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入250克E-1401石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图5。由图5可以看出，该材料的损耗因子峰值为3.42，峰值位于77.8℃；损耗因子大于0.5的温度范围是44.9℃-132℃。

实施例6：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入50克E1102石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图6。由图6可以看出，该材料的损耗因子峰值为1.03，峰值位于19.9℃；损耗因子大于0.5的温度范围是-19.2℃-62.9℃。

实施例7：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入150克P70石油树脂，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图7。由图7可以看出，该材料的损耗因子峰值为2.44，峰值位于29.9℃；损耗因子大于0.5的温度范围是0.9℃-76.9℃。

实施例8：100克氯化丁基橡胶在双辊开炼机上混入15克40#氯化石蜡，采用电加热平板的25t液压平板硫化机制备2mm厚片状材料试样，采用动态力学分析仪对进行动态力学测试分析。采用该配方的氯化丁基橡胶材料的动态力学测试分析图谱见图8。由图8可以看出，该材料的损耗因子峰值为1.59，峰值位于51℃；损耗因子大于0.5的温度范围是15.9℃-103.1℃。