一种抗疲劳阻尼硫化橡胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及橡胶材料技术领域，特别涉及一种抗疲劳阻尼硫化橡胶及其制备方法。


背景技术：

2.飞行器在飞行过程中会产生振动，其振动频率从几赫兹到几百赫兹。振动不仅给人不舒适感，而且会导致部件失灵，强烈的振动可能导致飞行器整机遭到严重破坏导致严重事故，因此必须进行防振处理。
3.目前航空航天领域防振措施通常用阻尼橡胶作为减振器。一个良好的阻尼橡胶减振器不仅要求具有高的隔振效果，同时要求在长期保管和使用后性能应保持结构完整，性能稳定。现有的阻尼材料无法满足航空航天领域对于阻尼材料阻尼性能、力学性能、耐疲劳性能的多重需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的阻尼性能、力学性能、耐疲劳性能难以兼顾的问题，本发明的一方面提供了一种抗疲劳阻尼硫化橡胶，所述抗疲劳阻尼硫化橡胶按重量份计，包括：
5.苯基硅橡胶80～120份；
6.阻尼填料母胶10～30份；
7.白炭黑10～40份；
8.增塑剂1～4份；
9.硫化剂1～2份；
10.所述阻尼填料母胶按重量份计，包括：
11.氯化丁基橡胶60～100份；
12.反式1,4-聚异戊二烯橡胶10～50份；
13.白炭黑20～50份；
14.增塑剂2～5份；
15.氧化锌1～4份；
16.硬脂酸1～3份；
17.硫磺0.5～2份；
18.促进剂0.5～2份。
19.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，按重量份计，所述抗疲劳阻尼硫化橡胶包括：苯基硅橡胶80～100份、阻尼填料母胶15～25份。
20.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，按重量份计，所述抗疲劳阻尼硫化橡胶包括：白炭黑30～40份。
21.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，所述苯基硅橡胶中苯基摩尔百分比含量为10～30mol％、乙烯基摩尔百分比含量为0.05～0.3mol％。
22.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，苯基硅橡胶分子量为50～65万的甲基乙烯基苯基硅橡胶。
23.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，白炭黑包括气相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅中的一种或两种。
24.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯(dop)和/或芳烃油。
25.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，所述硫化剂包括过氧化二异丙苯(dcp)、过氧化二叔丁基(dtbp)、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷或过氧化苯甲酰(bpo)中的任意一种或几种。
26.根据本发明提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶，优选的，所述促进剂为n,n'-二环已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(dz)、n,n'-四甲基二硫双硫羰胺(tmtd)中的一种或两种。
27.本发明的另一方面提供一种抗疲劳阻尼硫化橡胶的制备方法，所述抗疲劳阻尼硫化橡胶的制备方法包括：
28.将60～100份氯化丁基橡胶和10～50份反式1,4-聚异戊二烯橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入1～4份氧化锌、1～3份硬脂酸、0.5～2份促进剂、2～5份增塑剂、20～50份白炭黑、0.5～2份硫磺组份，混炼后出料，得到阻尼填料母胶混炼料；
29.将阻尼填料母胶混炼料冷却至室温，停放后得到阻尼填料母胶；
30.按重量份计，将80～120份苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后加入10～40份白炭黑混炼，混炼后加入10～30份阻尼填料母胶及1～4份增塑剂，继续混炼后出料，得到混炼胶；
31.将混炼胶冷却至室温，加入1～2份硫化剂在开炼机上薄通出片停放后再进行硫化，得到抗疲劳阻尼硫化橡胶。
32.根据本发明提供的制备方法，所述加入白炭黑的步骤优选分多次加入共计10-40份白炭黑，所述多次加入是指分两次以上加入。
33.根据本发明提供的制备方法，优选的，所述加入1～2份硫化剂在开炼机上薄通出片后停放24小时以上。更优选的，所述加入1～2份硫化剂在开炼机上薄通出片后停放24-72小时。
34.根据本发明提供的制备方法，优选的，所述硫化包括以下具体操作：将混炼胶置于平板硫化机上，先于160-180℃下硫化8-15分钟，然后再置于鼓风烘箱中在190-210℃下硫化1.5-2.5小时，得到抗疲劳阻尼硫化橡胶。更优选的，所述硫化包括以下具体操作：将混炼胶置于平板硫化机上，先于170℃下硫化10分钟，然后再置于鼓风烘箱中在200℃下硫化2小时，得到抗疲劳阻尼硫化橡胶。
35.根据本发明提供的制备方法，优选的，所述阻尼填料母胶混炼料冷却至室温后停放24小时以上。更优选的，所述阻尼填料母胶混炼料冷却至室温后停放24-72小时。
36.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
37.本发明通过将反式1,4-聚异戊二烯橡胶、氯化丁基橡胶以阻尼填料母胶的方式，引入苯基硅橡胶体系中，可大幅提高材料的抗疲劳性能，使制得的硫化橡胶材料兼具良好的力学性能、耐疲劳和阻尼性能。
具体实施方式
38.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
39.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
40.在本发明的全文中，如无特殊说明，各成分的含量均为重量份。
41.实施例1
42.本实施例提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶包括以下重量份的原料：
43.苯基硅橡胶80份；
44.阻尼填料母胶20份；
45.白炭黑35份；
46.增塑剂dop2份；
47.硫化剂dcp1份；
48.其中，阻尼填料母胶由包括以下重量份的原料制成：
49.氯化丁基橡胶80份；
50.反式1,4-聚异戊二烯橡胶50份；
51.白炭黑40份；
52.增塑剂dop2份；
53.氧化锌2.5份；
54.硬脂酸2份；
55.硫磺1份；
56.促进剂dz0.5份。
57.本实施例的阻尼填料母胶的制备方法如下：
58.将氯化丁基橡胶、反式1,4-聚异戊二烯橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、增塑剂、白炭黑、硫磺组份，混炼后出料，得到阻尼填料母胶混炼料；
59.将阻尼填料母胶混炼料冷却至室温，停放24h后得到阻尼填料母胶。
60.本实施例的抗疲劳阻尼硫化橡胶的制备方法如下：
61.将苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后分次加入白炭黑，混炼后加入阻尼填料母胶及增塑剂，混炼均匀后出料，得到混炼胶；
62.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
63.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本实施例所得硫化橡胶性能见表1。
64.实施例2
65.本实施例提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶包括以下重量份的原料：
66.苯基硅橡胶120份；
67.阻尼填料母胶30份；
68.白炭黑35份；
69.增塑剂dop2份；
70.硫化剂dcp1份；
71.其中，阻尼填料母胶由包括以下重量份的原料制成：
72.氯化丁基橡胶90份；
73.反式1,4-聚异戊二烯橡胶10份；
74.白炭黑40份；
75.增塑剂dop2份；
76.氧化锌2.5份；
77.硬脂酸2份；
78.硫磺1份；
79.促进剂dz0.5份；
80.本实施例的阻尼填料母胶的制备方法如下：
81.将氯化丁基橡胶、反式1,4-聚异戊二烯橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、增塑剂、白炭黑、硫磺组份，混炼后出料，得到阻尼填料母胶混炼料；
82.将阻尼填料母胶混炼料冷却至室温，停放24h后得到阻尼填料母胶。
83.本实施例的抗疲劳阻尼硫化橡胶的制备方法如下：
84.将苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后分次加入白炭黑，混炼后加入阻尼填料母胶及增塑剂，混炼均匀后出料，得到混炼胶；
85.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
86.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本实施例所得硫化橡胶性能见表1。
87.实施例3
88.本实施例提供的抗疲劳阻尼硫化橡胶包括以下重量份的原料：
89.苯基硅橡胶80份；
90.阻尼填料母胶20份；
91.白炭黑35份；
92.增塑剂dop2份；
93.硫化剂dcp1份；
94.其中，阻尼填料母胶由包括以下重量份的原料制成：
95.氯化丁基橡胶80份；
96.反式1,4-聚异戊二烯橡胶30份；
97.白炭黑40份；
98.增塑剂dop2份；
99.氧化锌2.5份；
100.硬脂酸2份；
101.硫磺1份；
102.促进剂dz0.5份。
103.本实施例的阻尼填料母胶的制备方法如下：
104.将氯化丁基橡胶、反式1,4-聚异戊二烯橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入氧
化锌、硬脂酸、促进剂、增塑剂、白炭黑、硫磺组份，混炼后出料，得到阻尼填料母胶混炼料；
105.将阻尼填料母胶混炼料冷却至室温，停放24h后得到阻尼填料母胶。
106.本实施例的抗疲劳阻尼硫化橡胶的制备方法如下：
107.将苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后分次加入白炭黑，混炼后加入阻尼填料母胶及增塑剂，混炼均匀后出料，得到混炼胶；
108.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
109.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本实施例所得硫化橡胶性能见表1。
110.对比例1
111.本对比例提供的硫化橡胶包括以下重量份的原料：
112.苯基硅橡胶80份；
113.白炭黑35份；
114.增塑剂dop2份；
115.硫化剂dcp1份；
116.本对比例提供的硫化橡胶的制备方法如下：
117.将苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后分次加入白炭黑，混炼后加入增塑剂，混炼均匀后出料，得到混炼胶；
118.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
119.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本对比例所得硫化橡胶性能见表1。
120.对比例2
121.本对比例提供的硫化橡胶包括以下重量份的原料：
122.苯基硅橡胶80份；
123.阻尼填料母胶20份；
124.白炭黑35份；
125.增塑剂dop2份；
126.硫化剂dcp1份；
127.其中，阻尼填料母胶由包括以下重量份的原料制成：
128.氯化丁基橡胶80份；
129.白炭黑40份；
130.增塑剂dop2份；
131.氧化锌2.5份；
132.硬脂酸2份；
133.硫磺1份；
134.促进剂dz0.5份。
135.本对比例的阻尼填料母胶的制备方法如下：
136.将氯化丁基橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、增塑剂、白炭黑、硫磺组份，混炼后出料，得到阻尼填料母胶混炼料；
137.将阻尼填料母胶混炼料冷却至室温，停放24h后得到阻尼填料母胶。
138.本对比例的硫化橡胶的制备方法如下：
139.将苯基硅橡胶置于捏合机中搅拌，而后分次加入白炭黑，混炼后加入阻尼填料母胶及增塑剂，混炼均匀后出料，得到混炼胶；
140.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
141.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本对比例所得硫化橡胶性能见表1。
142.对比例3
143.本对比例提供的硫化橡胶包括以下重量份的原料：
144.苯基硅橡胶80份；
145.白炭黑39.49份；
146.增塑剂dop2.22份；
147.氯化丁基橡胶8.99份；
148.反式1,4-聚异戊二烯橡胶5.2份
149.氧化锌0.28份；
150.硬脂酸0.22份；
151.硫化剂dcp1.11份；
152.促进剂dz0.055份。
153.本对比例的硫化橡胶的制备方法如下：
154.将苯基硅橡胶、氯化丁基橡胶、反式1,4-聚异戊二烯橡胶置于捏合机中搅拌，而后依次加入氧化锌、硬脂酸、促进剂、增塑剂、白炭黑组份，混炼后出料，得到混炼胶；
155.将混炼胶冷却至室温，加入硫化剂dcp在开炼机上薄通出片，停放24h；
156.将薄通出片后的混炼胶在平板硫化机上170℃硫化10分钟成半制品，然后在鼓风烘箱中200℃硫化2h，得到硫化橡胶。本对比例所得硫化橡胶性能见表1。
157.表1各实施例、对比例制得的橡胶的性能表
[0158][0159]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0160]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。