[发明专利]一种低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氯丁橡胶材料，具体涉及一种低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料及其制备方法。

技术背景

好的减震橡胶材料应该具备以下几种特性：1）优异的动态性能，兼具低动倍率和高衰减性，低动倍率可以为减震产品提供较高的减震性能，而高衰减性可以为产品提供较高的抑震性能。3）耐疲劳破坏性能，在交变应力或应变作用下，橡胶材料在应力集中地部位由于不能及时完成应力松弛，裂纹将不可避免的产生，一种好的减震橡胶材料应该具有很好的抑制裂纹扩展的性能，使产品的使用寿命得以延长。4）耐环境性能，产品使用过程中，热、氧、臭氧等环境因素将会加速橡胶的老化，老化将大大缩短橡胶的使用寿命，所以一种好的减震橡胶材料，应该具有很好的耐环境老化性能。5）与金属粘接性能，大多数的减震橡胶制品都是由橡胶材料与金属骨架材料粘接在一起组成，所以一种好的减震橡胶材料应该很好具有与金属材料的粘接性能，否则橡胶材料一旦与金属骨架脱离，将会造成减震产品的功能丧失。

氯丁橡胶作为一种结晶性橡胶，使氯丁橡胶在受到拉伸、剪切等作用时能够产生结晶结构，可以提高材料的撕裂能，延缓裂纹的产生；如果外部的变形能量超过了橡胶的撕裂能而导致内部裂纹出现，这种结晶性能所产生的加大的滞后损失，也会使裂纹的扩展速度大大降低。氯丁橡胶的这一特性使它具有很的耐疲劳性能。氯丁橡胶分子中含的氯原子位阻很大，使氧、臭氧等原子很难侵入到氯丁橡胶的分子主链，使氯丁橡胶具有很好的耐氧、臭氧老化等耐环境性能；同时氯原子的存在使氯丁胶成为一种极性橡胶，这也大大提高了氯丁胶与金属骨架材料的粘接性能。但是位阻很大的氯原子的存在使氯丁胶的分子链运动受到限制，使氯丁胶分子链的柔顺性变差、滞后损失很大，这导致了用氯丁胶做成的减震制品的动倍率很高，产品的减震性能降低，并且生热很大，这也导致了产品的使用寿命缩短。

由于氯丁胶的这些特性，使氯丁胶作为一种减震橡胶材料的使用受到很大限制，仅仅将其用于抑震为主的场合。反式1,4聚异戊二烯TPI原子排列比较对称，电负性不同的原子和原子团排在同一侧，偶极距较小，易结晶，将其按一定比例与氯丁橡胶并用，制备的橡胶材料经硫化后，在受到外力冲击或低频振动时，橡胶材料仍将保持具有较高的衰减性，从而可以起到很好的抑震效果；当高频率振动时，反式1,4聚异戊二烯TPI的结晶结构被破坏，从而提高了分子的柔顺性，使橡胶材料的滞后损失降低，从而获得低的动倍率。两种橡胶共混时，橡胶内部产生岛相结构，当橡胶内部裂纹扩展到结晶性能更好的TPI时，裂纹的扩展被终止，这也大大延长了产品的使用寿命

发明内容

本发明的目的是提供一种低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料，以解决现有技术的上述问题。

本发明的另一目的是提供这种氯丁橡胶材料的制备方法，该方法采用反式1,4聚异戊二烯TPI为功能助剂，通过普通橡胶加工工艺设备，制备出低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料，由以下重量份计的原料组成：

氯丁橡胶      60-90份，

反式1,4聚异戊二烯      10-40份，

碳黑          10-80份，

促进剂        2-6份，

硫化剂        4-10份，

防老剂        2-5份，

活性剂        6-10份，

操作助剂      2-10份。

所述的反式1,4聚异戊二烯（TPI）为未经硫化的反式1,4聚异戊二烯，其中，反式含量≥97%；门尼粘度60-80；拉伸强度≥25MPa；熔点约60℃。

所述的碳黑为高耐磨型碳黑N330。

所述的促进剂为甲基秋兰姆类和硫脲类中的一种或几种，优选TMTD和NA-22中的一种或两种组合物。

所述的硫化剂为氧化锌和硫磺中的一种或两种，所述的防老剂选自喹啉和二胺类，如RD和4010NA。

所述的活性剂为氧化镁和硬脂酸SA中的一种或两种。

所述的操作助剂为芳烃油。

上述低动倍率、耐疲劳氯丁橡胶材料的制备方法，具体步骤如下：

1）按照上述配方称取原料；