[发明专利]一种高阻尼、高抗湿滑、低生热的离子聚合物及制备方法

说明书

本发明提供了一种高阻尼、高抗湿滑、低生热的离子聚合物及制备方法。采用烯烃复分解反应对高乙烯基聚丁二烯橡胶进行羧酸化改性，进而与金属氧化物或金属氢氧化物络合成盐。本发明克服了仅仅依靠聚合物或填料共混来提高阻尼性能的局限，避免了聚合物之间或聚合物和填料之间相容性差的问题。本发明制得的离子聚合物有望成为一种满足高性能轮胎和阻尼材料要求的新型功能化橡胶产品。

技术领域

本发明涉及一种高阻尼、高抗湿滑、低生热的离子聚合物、制备及应用，属于橡胶材料的制备、改性和加工领域。

背景技术

随着铁路交通的发展，轨道车辆速度不断提高，但高速列车工作时产生的振动和噪声不仅污染环境，而且影响人们乘坐的舒适程度和身心健康。因此，为确保车辆部件的正常使用，提高人们乘坐的舒适性及减少车辆噪声对环境的影响，需对车辆进行减震降噪处理。利用增大机械系统或结构的能力损耗而减轻机械振动和降低噪声的阻尼研究一直是国内外关注的热点。

阻尼材料是一种能够吸收振动机械能、声能并可将他们转化为热能、电能、磁能或其他形式能量而消耗掉的一种功能材料，可用于减震和吸声器件。其中，高分子阻尼材料，尤其是橡胶材料因在玻璃化转变温度(Tg)附近可依靠大分子链段的内摩擦产生内耗，不仅可有效降低机械噪声和减轻机械振动，提高工作效率，而且也有利于提高产品质量，因此，橡胶阻尼材料正广泛地应用于交通运输、建筑、机械和航空航天领域。

高阻尼材料应当满足较高损耗因子(tanδ)和较宽有效阻尼温域(tanδ>0.3)的要求。然而，一般均聚物和共聚物的玻璃态转变区较窄，产生有效阻尼的温度范围大致为玻璃化转变温度附近的±(10～15)℃,极大限制其使用温度的范围。橡胶类材料的玻璃化转变区大多发生在室温以下，而树脂类材料则在室温以上，均不能完全满足实用性强的高阻尼材料的要求。因此，在保证材料tanδ值的前提下，如何拓宽有效阻尼温域范围的改性研究引起了研究人员的广泛关注。

近年来，采用橡胶共混(Shi X Y,Weina B,Shugao Z.Study on the damping ofEVM based blends[J].Journal of Applied Polymer Science,2011,120(2):1121-1125.)、共聚(中国专利201610147275.7)、填料改性(中国专利201410378563.4)、有机小分子杂化阻尼(中国专利201510362988.0)和互穿聚合物网络(Qin C L,Tang D Y,Zhang JS,et al.Study on Damping Properties of PU/VER IPN Materials[J].Journal ofMaterials Engineering,2003.)等技术通过拓宽其玻璃化转变区间，从而达到拓宽阻尼材料的使用温域与频率范围的目的，上述改性方法虽然可以在一定程度上改进阻尼材料的力学性能或阻尼性能，但聚合物之间或聚合物和填料之间由于极性等差异而导致两相或多相混合不均匀，因此所选用的材料受到极大限制。

离聚体(ionomer)，又称为离子交联聚合体，是指在大分子主链上含有少量(摩尔分数<10％)悬挂的酸根，而这些酸根又部分或全部中和成盐的一类聚合物，由于金属离子间可以通过静电作用或者络合作用聚集成多重离子对-离子簇结构，这种独特的聚集态结构能够赋予基材材料某些特殊的性能，比如优异的力学强度、耐热性、流变性、相容性。然而，目前没有关于离聚体阻尼性能的研究和报道。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种制备高阻尼、高抗湿滑性、低生热离子聚合物的新方法，以克服仅仅依靠聚合物或填料共混提高阻尼性能的局限。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方法：

一种高阻尼、高抗湿滑、低生热的离子聚合物，采用烯烃复分解反应对高乙烯基聚丁二烯橡胶进行羧酸化改性，进而与金属氧化物或金属氢氧化物络合成盐。