[发明专利]宽温域丙烯酸酯橡胶基氧化石墨烯阻尼材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种宽温域丙烯酸酯橡胶基氧化石墨烯阻尼材料及其制备方法。其步骤为：通过调节氧化剂用量，制备一定尺寸、表面带有大量极性基团的氧化石墨烯分散液；利用机械共混法将ACM与受阻酚小分子、硫化剂等各种配合剂混合，然后利用溶液共混法与氧化石墨烯混合，干燥、硫化，即可得到本发明的含氧化石墨烯的宽温域的ACM基阻尼橡胶。本发明利用表面带有大量极性基团的氧化石墨烯、受阻酚小分子以及ACM之间形成强烈的氢键，同时利用氧化石墨烯的阻隔性能，大大提高了ACM基氧化石墨烯阻尼材料的有效阻尼温域（tanδ≥0.3）及其老化后的阻尼性能。

技术领域

本发明属于阻尼材料制备的技术领域，具体涉及一种宽温域丙烯酸酯橡胶（ACM）基氧化石墨烯阻尼材料及其制备方法。

背景技术

随着当代工业技术的发展，各个领域逐渐实现了生产的机械化和自动化。虽然这给我们的生产和生活带来了极大的便利，但是其伴随的振动和噪声也给我们的身体健康和心理健康带来了极大的隐患，同时振动也会严重影响影响机械设备的使用寿命，提高设备的维护成本。所以，减震降噪成为了目前急需解决的问题。使用阻尼材料是解决该问题的主要手段之一。粘弹性阻尼材料作为一种能把振动能和声能大量转变为热能耗散掉的材料，是一种优良的减震阻尼材料。

目前，在粘弹性阻尼材料研究领域，主要存在以下几个问题：（1）粘弹性阻尼材料良好的阻尼性能主要在玻璃化转变温度附近，但是较低的玻璃化转变温度（大部分在零下摄氏度）对于实际工况而言，应用价值不高；（2）粘弹性阻尼材料往往不能兼顾高的阻尼性能（损耗因子tanδ≥0.3）以及宽的有效阻尼温域（tanδ≥0.3的温度范围）两个条件；（3）阻尼过程是动能转化为热能的过程，因此在实际使用过程中，橡胶内部热量急剧上升，一方面容易导致小分子阻尼剂的迁移流失，失去阻尼效果，另一方面导致橡胶分子链的老化。因此，如何同时解决上述问题，是制备阻尼橡胶的研究热点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高阻尼宽温域，老化后仍然具有较好阻尼性能的阻尼材料及其制备方法。

实现本发明的技术解决方案如下：

所述的宽温域丙烯酸酯橡胶基氧化石墨烯阻尼材料，以质量份计，包含丙烯酸酯橡胶100份，受阻酚小分子20～60份，氧化石墨烯0.1～0.5份，硬脂酸1～3份，硫化促进剂1～6份，防老剂2～5份，加工助剂2～4份，硫化剂1～4份。

其中，所述的受阻酚小分子为AO-60和AO-80中的任意一种或两种。

所述的硫化促进剂为1,3-二苯胍（D）和1,3-二-邻-甲苯基胍（DOTG）中的任意一种或两种。

所述的防老剂为N-异丙基-N'-苯基对苯二胺（4010NA）和N,N'-二苯基对苯二胺（DPPD）中的任意一种或两种。

所述的加工助剂为RL210、WS280和WB222中的任意一种或几种。

所述的硫化剂为硫黄。

上述宽温域丙烯酸酯基氧化石墨烯阻尼材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，采用改进的Hummers法制备大尺寸、高氧化程度氧化石墨烯，其中，制备过程中，高锰酸钾与石墨的质量比为1:1～3:1。

步骤2，将步骤1得到的氧化石墨烯超声分散于水和二甲基亚砜混合溶液中，减压蒸馏直至得到氧化石墨烯的二甲基亚砜溶液；

步骤3，将丙烯酸酯橡胶和受阻酚小分子、硬脂酸、硫化促进剂、防老剂、加工助剂和硫化剂混炼，然后薄通出片；冷却，粉碎成细小颗粒，然后溶解在二甲基亚砜溶液中；

步骤4，将步骤2和步骤3得到的溶液共混，干燥后，硫化制得宽温域ACM基氧化石墨烯阻尼材料。