[发明专利]氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子合成技术领域，涉及一种氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯复合阻尼材料及其制备方法。

背景技术

氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶经催化加氢而制得的新型弹性体。加氢反应后分子主链饱和度大幅提高，材料除具有较高的强度性能外，耐热性能、耐介质性能、耐臭氧性能等均有很大程度改善，逐渐在汽车、油田、机械制造等行业得到应用。另外，由于氢化丁腈橡胶具有强极性腈基-C≡N侧基，其分子链间作用力较强，受到外力作用时内摩擦力很大，阻尼峰值较高，最大可达1.5。但同大部分橡胶一样，氢化丁腈橡胶阻尼峰宽度较窄，有效阻尼温度范围小。

有研究人员采用丁腈橡胶(NBR)/聚氯乙烯(PVC)共混来改善NBR的阻尼特性(European Polymer Journal，2001，37，167)。NBR与PVC溶解度参数相近，因此其共混体系能达到链段级相容，其阻尼材料不管硫化与否，均只有一个阻尼峰。NBR与PVC的玻璃化转变温度分别为-15℃和90℃，其共混物的阻尼峰在20℃左右出现；经老化处理后，其混合物的阻尼峰向高温方向迁移，同时阻尼温域变宽。

M.Patri，A.B.Sumui等研究了丁腈橡胶和聚甲基丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络的阻尼性能(John Wiley & Sons，Inc.1997，030549)，结果表明，所研制的互穿聚合物网络阻尼温度范围(用tanδ曲线的半峰宽表示)均大于纯丁腈橡胶，该材料可以作为阻尼材料在减震器中使用。

N.R.Mano j，L.Chandrasekhar等对羧基丁腈橡胶和聚甲基丙烯酸酯互穿聚合物网络进行研究(Polym.Adv.Tech.，2002，13，644)，试验发现76/24比例的羧基丁腈橡胶/聚甲基丙烯酸酯互穿聚合物网络适用于约束阻尼系统，而51/49比例的该聚合物网络在很宽的频率范围内具有较好的阻尼和较高的模量，适于自由阻尼系统。

上述文献中所用的NBR和羧基丁腈橡胶均为不饱和橡胶，由其制成的阻尼材料的耐热性、耐老化性较差，应用领域受到一定限制，且制备方法并未公开。

发明内容

本发明的目的是：提出一种耐热性、耐老化性好的氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯复合阻尼材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料，其特征在于，该阻尼材料两个网络原料的配方组分的重量份为：

1、氢化丁腈橡胶网络的配方为：

氢化丁腈橡胶：100份；

硫化剂：      1～10份；

硫化助剂：    0～10份：

填料：        0～40份；

其中，氢化丁腈橡胶为纯氢化丁腈橡胶；硫化剂为：过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5双叔丁基过氧基己烷或1，4-双叔丁基过氧异丙基苯其中之一；硫化助剂为：硬脂酸以及氧化镁、氧化锌或氧化钙其中之一或者两种以上物质的混合物；填料为：碳黑、白碳黑、氟化钙、石墨、云母或碳纤维其中之一或者两种以上物质的混合物；

2、聚丙烯酸烷基酯网络的配方为：

丙烯酸烷基酯单体：100份；

过氧化二苯甲酰：  0.2～5份；

对二乙烯基苯：    0.5～10份；

丙烯酸烷基酯单体为：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯中的其中之一或两种以上物质的混合物；

3、互穿聚合物网络中，聚丙烯酸烷基酯网络的重量百分比η为10％～50％，余量为氢化丁腈橡胶网络。

如上面所述的氢化丁腈橡胶/聚丙烯酸烷基酯互穿聚合物网络阻尼材料的第一种制备方法，其特征在于，制备的步骤如下：

1、制备混合溶液；将重量为M1克的氢化丁腈橡胶在酮类溶剂中溶解，形成均匀的氢化丁腈橡胶溶液，溶液浓度为10％～25％；然后向溶液中加入N1克的丙烯酸烷基酯单体，N1＝M1*η/(1-η)，再加入过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯，过氧化二苯甲酰和对二乙烯基苯的加入量按照聚丙烯酸烷基酯网络的配方计算；将溶液超声波处理5～10分钟，得到混合溶液；

2、聚合；将上述混合溶液在50℃～80℃的水浴中处理5～8小时引发聚合，然后将水浴升至70℃～90℃，保温1～4小时进行聚丙烯酸烷基酯的交联反应，得到含有聚合产物的溶液；将含有聚合产物的溶液倒入敞口容器中进行自然挥发不小于24小时，然后放入真空烘箱中在50℃～80℃下保温不小于48小时，真空烘箱内的压力不大于0.01MPa，得到互穿聚合物网络胶料；