[发明专利]一种自粘性高阻尼吸声丁基橡胶系发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自粘性高阻尼吸声丁基橡胶系发泡材料及其制备方法。

背景技术

阻尼材料是近年来发展起来的一种减震降噪的新型功能材料，能够把振动和声能转化为热能散掉，因此研究和开发综合性能优异的新型高效阻尼材料已经成为国内外关注的热点。

高分子阻尼材料有两个主要特征，其一是有较高的损耗因子及适合的弹性模量；其二是在宽温域的同时具有宽频率。目前的高分子阻尼材料难以在这两个特征上有明显突破，因为损耗因子的提高会导致弹性模量的降低，且高分子阻尼材料只有在玻璃化转变区才具备良好的阻尼性能从而使使用温度受限于玻璃化转变温度，所以为提高阻尼峰值、扩宽阻尼温域，需制备新型的高性能的高分子阻尼材料。另外，丁基橡胶具有良好的减震性能，被广泛应用于制备阻尼材料，且人们已采用多种方法改善其性能，但收效甚微，所以制备使用温度宽且温域可控的丁基橡胶阻尼材料是需要解决的技术难题。同时，丁基橡胶由于自粘性能差，从而限制了其在胶黏剂领域的应用，故制备兼具阻尼性能和胶黏性能的丁基橡胶阻尼胶黏剂非常必要。

橡胶材料的粘弹滞后特性往往只能用来吸收高频振动，对中低频的声波的消除并不理想，目前对中低频声波的吸收最为广泛的方法是通过材料的多孔结构来实现。多孔泡沫材料的机理是由它的泡沫结构决定的。材料中有大量互相光头的由表及里的微孔，声波进入材料内部的空隙后会引起孔内空气和材料细纤维的振动，造成空气和孔壁之间的摩擦作用，紧靠孔壁和纤维表面的空气由于受孔壁的影响不易产生运动，因而这种摩擦作用和空气分子间的粘滞力作用使振动的动能转化为热能而使声能衰减，实现了一部分声能转化为热能而被消耗掉。聚合物基泡沫吸声材料不仅运用了多孔性吸声机理，而且还运用了粘弹性阻尼吸声机理，实现对声音和振动的吸收。橡塑发泡材料可以实现协同阻尼。

丁基橡胶（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯的共聚物，异丁烯比例超过97%，其链段上的对称甲基使大分子链取代基数量很多，链段的弛豫时间较长，内耗较大，在-60℃到10℃的温度范围有良好的阻尼性能，但是其阻尼温域集中在低温区域，限制了其在室温和高温下的应用，且丁基橡胶的自粘性能差，也限制了其在胶黏剂领域的应用。自粘性高阻尼吸声丁基橡胶系发泡材料兼具胶黏吸声阻尼的优异性能，是一种高性能的材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种兼具胶黏减震吸声的高性能的丁基橡胶材料，解决现有改性丁基橡胶材料阻尼温域较低，自粘性能差，对中低频声波的消除不理想的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种自粘性高阻尼吸声丁基橡胶系发泡材料，按重量份数其组成为：

丁基橡胶：50-100份，

树脂：50-300份，

无机填料：100-1000份，

发泡剂：2-5份，

所述的树脂为石油树脂，萜烯树脂或松香树脂；

所述的无机填料为碳酸钙或云母；

所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺。

上述自粘性高阻尼吸声丁基橡胶系发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述重量份数将原材料依次放入Haake转矩流变仪中，混炼温度为50-130℃，时间为30-60min，得到混炼胶；

（2）将上述混炼胶在平板硫化机上模压发泡，发泡温度为130-150℃，发泡时间为2-7min，即可制得产品。

进一步地，所述混炼温度为50-60℃。

本发明是在高分子化合物中添加合适的有机低分子量的化合物和无机填料以及发泡剂，制成泡孔均匀的胶黏阻尼材料。其具有高阻尼峰值，在室温和高温具有宽阻尼温域范围，优异的吸声性能和胶黏性能，作为一种优异的材料有广泛的应用前景。

附图说明

图1是实施例1材料的动态力学测试分析图谱；

图2是实施例2材料的动态力学测试分析图谱；

图3是实施例3材料的动态力学测试分析图谱；

图4是实施例4材料的动态力学测试分析图谱；

图5是实施例1-4中材料的吸声性能图。

具体实施方式

本发明通过以下实施例和附图进一步阐述，但并不限制本发明的范围。

本发明采用动态力学分析仪（DMA）对材料的阻尼性能进行动态力学测试分析。测试条件为频率200HZ，升温速率3℃/min，采用拉伸夹具。采用万能试验拉伸机对材料进行180°剥离强度测试，剥离强度方法按照GB/T2790-1995测试。用阻波管测试材料的吸声性能。其中：