[发明专利]一种超高阻尼橡胶复合材料及其制备工艺

说明书

本发明涉及橡胶技术领域，本发明公开了一种超高阻尼橡胶复合材料，包括以下重量份的组分：丁基橡胶100‑120份、空心微球30‑70份、石油树脂20‑50份、氧化锌5‑10份、硬脂酸5‑10份、偶联剂1‑3份、硫化剂2‑5份、防老剂2‑5份。本发明通过空心微球与粉体分别作为填料加入丁基橡胶中制备橡胶复合材料阻尼性能明显提高，其定伸强度更大，由此制备的橡胶支座承载力更大，制备得到的高阻尼橡胶复合材料具有良好的物理机械性能，其具有低硬度的同时还具有高阻尼性能，同时不会对材料的稳定性产生过度的影响。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体为一种超高阻尼橡胶复合材料及其制备工艺。

背景技术

建筑隔震支座中使用低剪切模量的橡胶材料，可以使建筑物的位移滞后，减少使用过程中由于机械振动引起的建筑物振动，且在大位移下具有更好的能量耗散。高阻尼橡胶材料，在外界振动的作用下，能够产生较大的能量耗散，即为阻尼性能，能有效降低震动对桥梁、建筑造成的危害；

添加阻尼添加剂可以提高橡胶的阻尼性能，常规高阻尼添加剂由于具有结晶特性，在橡胶材料中使用，容易造成橡胶材料硬度增加，相对于普通低硬度橡胶材料配方设计则需要更高的增塑剂用量，胶料加工性能下降，容易造成胶料混炼均匀性下降，制备的橡胶支座产品橡胶层容易与铁件发生粘合失效，同时还会造成橡胶材料性能大幅下降，鉴于此，提出一种超高阻尼橡胶复合材料及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高阻尼橡胶复合材料及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超高阻尼橡胶复合材料，包括以下重量份的组分：丁基橡胶100-120份、空心微球30-70份、石油树脂20-50份、氧化锌5-10份、硬脂酸5-10份、偶联剂1-3份、硫化剂2-5份、防老剂2-5份。

一种超高阻尼橡胶复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

步骤(1)、将空心微球、偶联剂置于高速混合机中，以1200-1500r/min的高速搅拌15-30min，得到预处理的空心微球；

步骤(2)、在开炼机上将丁基橡胶塑炼3-4min，依次加入预处理后的空心微球、石油树脂、氧化锌、硬脂酸、硫化剂和防老剂，混炼均匀得混炼胶；

步骤(3)、将混炼胶进行硫化，温度设定为130-155℃，压力设定为10-15MPa，时间为20-40分钟，得到橡胶复合材料。

优选的，所述空心微球的制备方法为：

S1、利用PS乳液对PS微球进行反复清洗，加入去离子水，超声分散2O-30min，得到PS微球悬浮溶液；

S2、取PS悬浮液加入到水及异丙醇的混合液中，然后用氨水调节pH值到8-9，于恒温密闭体系搅拌；

S3、取六水硝酸钆水溶液和尿素加入到去离子水中，用TEA的水溶液滴定，直至产生透明的凝胶前驱体；

S4、取前驱体以一定速率滴定到PS微球悬浮溶液中，滴定完毕后恒温水浴反应4-5h，将反应物抽滤，用异丙醇和去离子的混合液水反复洗涤，进行干燥和煅烧，得到空心微球。

优选的，所述干燥和煅烧的步骤为：置于5O-55℃的真空恒温干燥箱中干燥10-12h，将真空干燥的复合微球粉末置于马弗炉中逐渐升温至800-850℃，高温煅烧4-5h。

优选的，所述PS微球的制备方法为：

在反应釜中加入苯乙烯单体、甲醇、分散剂和引发剂，控制搅拌速度为3000-3100r/min，预分散0.5-1h后升温至7O-75℃，恒温反应5h后停止，冷却后出料，将所得乳液用甲醇充分洗涤后离心除去杂质，干燥后得到PS微球。