[发明专利]一种纳米胶束与橡胶复合的减震橡胶材料的配方

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶类复合材料制备技术领域，具体涉及一种纳米氧化锌与橡胶复合的耐热、耐久性良好的减震橡胶材料的配方，该材料 可作为减震用橡胶材料使用。

背景技术

随着现代工业的飞速发展，仪器设备的功率越来越大，转速越来越快，振动和噪声的危害也越来越突出。因此掌握振动与噪声控制技 术是各国工业发展面临的重大课题。橡胶材料由于其自身具有的特 性，尤其是在缓冲和减轻震动方面的显著特点，使其在减震方面得到 广泛应用。汽车工业的发展，对减震橡胶制品的使用寿命和可靠性提 出了更高的要求，甚至要求能伴随汽车的使用年限，做到同步报废， 免维修和更换。这就要求减震材料的开发必须朝两个方向努力：一是 进一步提高高分子材料的力学性能和耐热老化性，以延长减震制品的 使用寿命；二是大力开发高阻尼的新型弹性体材料，提高减震橡胶制 品的动态性能。

目前，市场上减震制品所用的材料也从天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)和三元乙丙橡胶(EPDM)等单一化向橡-塑复合、橡-橡复 合、有机-无机复合等复合材料方向发展，当然也有其它新型高分子 材料应用到减震器的研究中。

国外，日本、美国和德国对减震橡胶材料的研究最为突出，研究主要方向为：一是采用新的聚合物改性橡胶材料制备成新型减震材 料；二是橡-橡复合技术；三是通过新型助剂改性NR；四是对纳米技 术的应用，通过纳米材料与橡胶材料制备纳米级复合高分子减震材 料，这是目前减震材料研究的热点。

国内目前主要研究方向集中在橡-橡复合技术和通过新型助剂改性NR，仅有有限的高校和机构进行纳米级复合高分子减震材料研究。 纳米材料特有的表面效应、体积效应和量子隧道效应，使得纳米材料 与高分子材料大分子之间的接枝作用，不但可以显著提高高分子材料 的综合性能，尤其是可提高其热稳定性、光稳定性和化学稳定性，从 而达到提高高分子材料的使用性能，延长材料的使用寿命的目的。因 此研究制备纳米级复合材料具有重大的科学价值和较大的经济意义。

发明内容

本发明的目的在于研制一种纳米胶束与橡胶复合的减震橡胶 材料的配方，提高现有橡胶复合材料易疲劳、耐久性差且老化性能低 等问题。通过选取合适的胶种、硫化体系，合理的工艺设计，优化材 料组成，达到缓解国内汽车行业用减震橡胶材料对进口材料的依赖， 有较大的经济价值。选用天然橡胶和顺丁橡胶组合作为基体橡胶，添 加纳米氧化锌、炭黑、白炭黑及偶联剂，借助原位接枝——剪切分散 工艺实现无机填料在基体橡胶中均匀分散，以期形成强的无机粒子- 橡胶界面之间的结合力，提高胶料的力学强度、耐老化、耐久性能等； 通过添加硫化剂、硫化助剂、防老剂、活性剂等，调节硫化温度、硫 化速度来控制橡胶件的交联程度等其他性能，以满足胶料的力学性能 和老化性能的同时，提高橡胶材料的伸张疲劳系数和耐久性能。最终 获得耐久性、耐疲劳性良好的减震橡胶材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳米胶束与橡胶复合的减震橡胶材料的配方，其特征在 于：包括以下物质及质量份数：天然橡胶(NR)与顺丁橡胶(BR)复 合材料100份、纳米氧化锌和硬脂酸3～6份、补强填充剂40～80份、 纳米磺酸甜菜碱胶束5～10份、偶联剂1～3份、软化增塑剂3～8份、防老剂2～3 份、硫化剂及硫化助剂4～8份。

所述的天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR)复合材料为基体橡胶， 其中天然橡胶在基体橡胶中的含量不低于70％，天然橡胶是烟片胶， 顺丁橡胶是1，3丁二烯的聚合物。

所述的补强填充剂为炭黑N660、DZ-40和纳米碳酸钙中的任意 一种或两种，其中炭黑质量份数至少40份。

所述的纳米磺酸甜菜碱胶束可为沉淀法、气相法和溶胶-凝胶法制备，粒 径为10～30nm。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和磷 酸酯偶联剂中的任一种，其中优选硅烷偶联剂。

所述的软化增塑剂为石蜡油、环烷油中的任意一种或两种，软化 增塑剂的质量分数不超过8份。

所述的防老剂为RD、4070、BLE中任意一种或两种组成的，其 中防老剂RD质量分数不少于1份。

所述纳米氧化锌和硬脂酸，其中纳米氧化锌质量分数为3～5份。

所述的硫化及助剂中硫化剂为硫磺、二硫代二吗啡啉(DTDM) 或二硫化二乙基二苯基秋兰姆(TE)，促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次 磺酰胺(CBS亦称CZ)或2-硫醇基苯并噻唑(MBT亦称M)，其中硫 化剂的质量分数为2～5份。

具体实施方式