[发明专利]聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料

说明书

技术领域

本发明属于具有宽温域阻尼性质的相容性共混物，特别涉及聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料。

背景技术

聚合物在它们的玻璃化转变温度区间内展现出显著的力学和震动阻尼性质；然而，在正常情况下，聚合物的玻璃化转变温度区间只跨越很窄的温度范围，因此力学震动的有效耗散都只能发生在这个窄小的玻璃化温度区间内。更糟糕的是，大多数聚合物的玻璃化转变区间还都不在室温。为了拓宽聚合物的玻璃化转变温度区间，同时调节玻璃化转变发生的温度，通常需要将两种玻璃化转变温度相差较远的聚合物采用某种方法制成复合材料，常用的方法有共混、接枝、嵌段共聚以及互穿聚合物网络等。其中，共混方法由于具有工艺简单、便于加工的优点，成为改性聚合物阻尼性能的最常用的方法。

共混又分为不相容共混和相容性共混。当两个不相容的聚合物混合之后，混合物通常展现出两个窄的玻璃化转变温度区间，每个区间各自对应了混合物中的一种组分。当两个热力学相容的聚合物混合后只表现出一个宽的玻璃化转变区间。而这个区间就介于两个纯聚合物的玻璃化转变温度之间，而且两个聚合物的玻璃化温度相差越大，混合物中的这个单一的温度区间就越宽。已有的研究中，有许多通过相容性的聚合物共混创造共混复合阻尼材料的例子。例如，异戊橡胶与1,2共聚含量超过90%的聚丁二烯橡胶共混，可以制得最宽阻尼温度区间达到60℃的阻尼材料，然而该阻尼区间在-60℃～-20℃，远在室温以下（U.S.Pat.No.5,171,790）。又例如，聚氯乙烯与丁氰橡胶共混，聚氯乙烯与氧化天然橡胶共混，可以得到室温下具有优异阻尼性能的阻尼材料，然而，两种共混物的有效阻尼区间只有不到40℃，可以使用的温度范围还是比较窄的（M.C.Senake Perera et al.Eur.Polym.J.,2001,37,167-178）。如何既能使阻尼性能出现在最常用的室温下，又能尽可能地拓宽材料阻尼性能的使用温度区间，一直以来都是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有共混复合阻尼材料的阻尼区间窄的缺陷，从而提供一种具有宽温域阻尼性质的由相容性的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯共混得到的复合阻尼材料。

本发明的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料主要是由以下原料共混制得，以聚异戊二烯的质量份为基准。

所述的聚异戊二烯可以是天然橡胶或异戊橡胶。

所述的硫化剂为硫磺。

所述的硫化助剂选自噻唑类促进剂、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂、氧化锌、氧化镁和硬脂酸中的一种或几种。

依据加工条件和使用要求，在本发明的共混复合阻尼材料中也可以进一步加入增塑剂（如石蜡、氯化石蜡、邻苯二甲酸脂类或磷酸三甲苯酯等）和/或填料（如炭黑、白炭黑、纤维、云母、石墨或玻璃球等）。

上述的硫化剂、硫化助剂、增塑剂和填料等都是本领域技术人员公知的，它们可以配合使用，其前提是这些硫化剂、硫化助剂、增塑剂和填料对本发明的目的实现以及本发明的优良效果的取得不产生不利影响。

上述的原料均为市售品。

本发明的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料优良的相容性保证了所述的共混复合阻尼材料的形貌和力学性能与制备方法无关，可以将原料按照上述的配方，通过密炼机或双辊开炼机经共混的方法制备而得；也可以通过共溶剂将原料溶解，再将共溶剂挥发掉，从而实现共混制备而得。

所述的共溶剂可以选自环己烷、四氢呋喃、甲苯、苯和二氯甲烷等中的一种或几种。

本发明的共混复合阻尼材料可以通过各种标准橡胶加工技术加工成型，如模压、压延、挤出、注射等。

本发明的原理性说明具体如下：聚异戊二烯的玻璃化转变温度大约为-60℃，而聚对叔丁基苯乙烯的玻璃化转变温度大约为150℃，而且二者是相容的。这样，所述的共混复合阻尼材料在DSC上只出现一个很宽的玻璃化转变区间，在这个玻璃化转变的温度区间内，由于玻璃化转变所导致的松弛行为，使得所述的共混复合阻尼材料表现出优异的阻尼性能。在动态温度扫描中，优异的阻尼性能体现在阻尼因子（或损耗角正切值）tan大于0.3，tan大于0.3的温度区间叫做有效阻尼区间。

本发明的聚异戊二烯和聚对叔丁基苯乙烯的共混复合阻尼材料与现有的阻尼材料相比，所述的共混复合阻尼材料具有相容性好，有效阻尼温度范围宽，易调节，在室温下具有阻尼性质。其具有以下优点：