[发明专利]一种高阻尼吸声橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻尼吸声橡胶及其制备方法，涉及橡胶材料领域。通过使用丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、炭黑、高岭土、纳米陶瓷填料及其他辅料。通过在混合体系中加入了锂霞石陶瓷颗粒，较小颗粒的锂霞石与更大的高岭土，在使用上互相配合实现对动能的吸收，另外锂霞石具有负热膨胀性和导热性，便于机械能转化热能后的快速散热，另外通过本申请公开方法合成的锂霞石，尤其是最后一步添加矿油后在氮气环境下煅烧，获得的锂霞石的表面具有一层残留碳层，进一步提升了高阻尼的效果。

技术领域

本发明涉及橡胶材料领域，尤其涉及一种高阻尼吸声橡胶及其制备方法。

背景技术

橡胶是一种很理想的阻尼材料，其原理在于:橡胶本身为高分子材料，分子体积庞大，当受到外力变形时会导致剧烈的内摩擦，产生反作用力;这种力在抗拒外力振动的过程中，一方面消弱了振动的幅度，由于高分子材料从玻璃态区向高弹态区转变的区域为阻尼效果最好的区域，因此在提高橡胶材料的tan 8值的同时，如何拓宽玻璃化转变温度范围也是提高材料阻尼性能时需要考虑的一个方面。一般单组份的高分子材料的玻璃化态区较窄，采用共混的多相体系可以拓宽阻尼的温度区域。橡胶与橡胶的共混、橡胶与塑料的共混，添加储能更高的填充剂等办法均是提高橡胶材料阻尼性能的有效途径。

橡胶材料的分子结构直接影响了橡胶的阻尼性能，对于分子链上有较大体积侧基的橡胶，因位阻效应可以阻碍橡胶大分子的运动，增加分子之间的内摩擦，从而加大阻尼效果(如丁基、丁腈橡胶)，使阻尼系数增大。在通用橡胶中，丁基橡胶由于其分子链上侧甲基十分密集，形成蠕虫状结构，因而具有较高的损耗因子。而丁腈橡胶，由于腈基的强极性对阻尼有较大的影响，因此也具有了较大的损耗因子。另外，三元乙丙橡胶由于具有侧甲基，阻尼性能较好，同时又有良好的综合性能，也是提高橡胶阻尼时可以考虑的胶种。

但在使用时，即使通过对橡胶的改进也无法较好的提升阻尼效果，补强和填充体系对橡胶阻尼有重要影响。为了尽可能提高减震橡胶的阻尼特性，降低蠕变及性能对温度的依赖性，往往在高阻尼隔震橡胶中配合些特殊的填充剂，例如:片状云母粉、石墨等，由橡胶和特殊填充剂构成的体系引起的内摩擦将会使体系内的部分机械能转化为热能而耗散掉，这也是高阻尼隔震橡胶的减震原理。

发明内容

本发明的目的是提供一种高阻尼吸声橡胶及其制备方法，通过提供一种颗粒更细的添加剂，通过合适粒径的添加剂的加入，进一步提升橡胶的阻尼效果。

为实现上述技术效果，本申请公开了一种高阻尼吸声橡胶，包括如下质量份数的原料组成：

丁基橡胶 90-110份

氯磺化聚乙烯 25-45份

炭黑 10-30份

高岭土 20-40份

纳米陶瓷填料 2-20份

氧化锌 3-6份

硫化剂 1-5

促进剂 1-5份

防老剂 1-5份

其中所述的纳米陶瓷填料，选自具有纳米尺寸的球形或椭球形的锂霞石陶瓷。

进一步的，所述纳米陶瓷填料的粒径100-500nm，所述高岭土的粒径5-50μm。

进一步的，所述纳米陶瓷填料通过如下方式制得：

1）预合成β-锂霞石：选取原料，将Li2CO3、Al(OH)3、SiO2按摩尔比1:4:4，并且加入增稠剂，之后进行湿磨混合，混合后的粉末在80℃烘箱中烘干，过80目筛，然后1250℃煅烧3h，得到预合成粉体；

2）配制β-锂霞石悬浮液：将30g步骤1）所合成的β-锂霞石粉体加入到20g的0.3wt%聚丙烯酸的水溶液中，放入室温超声波中超声分散，形成β-锂霞石悬浮液。