本發(fā)明屬于橡膠阻尼材料的技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種基于天然橡膠/環(huán)氧化天然橡膠的橡膠阻尼材料,具體涉及一種寬溫域阻尼共混型橡膠材料及其制備方法。
背景技術(shù):
聚合物基阻尼材料因其具有獨(dú)特的粘彈性,在外應(yīng)力作用下能夠?qū)⒉糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,能有效減輕噪音與振動(dòng)的危害,成為最廣泛應(yīng)用的阻尼減振降噪材料。
聚合物阻尼性能通常用其內(nèi)耗(阻尼因子tanδ)峰的高度和其跨越溫度范圍來(lái)加以評(píng)價(jià)。寬溫域高阻尼材料一般要求tanδ≥0.3以上的溫域范圍至少在60℃-80℃以上。但單一橡膠品種的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)溫度范圍一般較窄(20℃-30℃),且都在室溫以下,室溫以上的阻尼性能不佳,因此難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。如何研制寬溫域阻尼材料,提高其在室溫以上區(qū)域的阻尼性能且同時(shí)保證其低溫阻尼性能,成為橡膠彈性體阻尼材料研究的重點(diǎn)和主要發(fā)展趨勢(shì)。
天然橡膠(NR)作為最早使用的橡膠品種,來(lái)源廣泛,價(jià)格實(shí)惠,具有優(yōu)良的力學(xué)性能和綜合加工性能,廣泛用作抗震的減震支架、鐵路的軌道隔震墊等方面。但是其室溫以上的阻尼性能極差,難以滿足實(shí)際應(yīng)用要求。環(huán)氧化天然橡膠(ENR)是由NR環(huán)氧化反應(yīng)制備得到,它既具有環(huán)氧基團(tuán)的極性,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)隨著環(huán)氧化程度的增加而增大,又具有NR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此具有與NR并用的優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一些基于天然橡膠制備寬溫域阻尼材料的方法:如中國(guó)專利CN104151636A公開(kāi)了一種以天然橡膠為基體,以滑動(dòng)環(huán)材料為高阻尼相,以環(huán)氧化天然橡膠為界面相容劑制備高阻尼材料的方法,盡管其有效阻尼溫域(tanδ≥0.3)為-55~26℃,但是其室溫以上的阻尼性能仍然很差,并且tanδmax僅為0.5,難以完全滿足環(huán)境溫度實(shí)際應(yīng)用的要求;中國(guó)申請(qǐng)專利CN101704282A公開(kāi)了一種制備硫磺改性梯度結(jié)構(gòu)橡膠材料的方法,以天然橡膠為基體,硫磺為硫化劑,利用硫磺的濃度擴(kuò)散制備寬溫域阻尼材料,其玻璃化轉(zhuǎn)變范圍達(dá)到72℃,但是這種方法生產(chǎn)的材料各部分硫化程度不一,材料力學(xué)性能不佳,同時(shí)工藝條件控制困難,難以實(shí)際應(yīng)用推廣。目前也有NR與ENR并用制備共混橡膠的文獻(xiàn)報(bào)道:如橡膠工業(yè),2014(61):522~526研究了不同環(huán)氧化程度的ENR與NR共混對(duì)于材料阻尼性能的影響,但是所制備得到的NR/ENR共混橡膠材料的有效阻尼溫域(tanδ≥0.3)僅為-25.4~26.6℃,難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。所述共混型橡膠材料具有寬溫域、高阻尼、性能穩(wěn)定、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述寬溫域高阻尼共混型橡膠材料的制備方法。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種寬溫域高阻尼共混型橡膠材料,由天然橡膠層、n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層交替疊加制備而成,每一種環(huán)氧化程度對(duì)應(yīng)一層環(huán)氧化天然橡膠層;所述天然橡膠層、n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層交替疊加,形成環(huán)氧化程度的梯度。n為整數(shù)且n≥1,優(yōu)選為n≥2,更優(yōu)選為n≥3。
所述形成環(huán)氧化梯度具體是指將天然橡膠層、n種環(huán)氧程度的環(huán)氧化天然橡膠層按照環(huán)氧化程度從小到大再?gòu)拇蟮叫∵M(jìn)行循環(huán)疊加從而形成環(huán)氧化梯度,其中天然橡膠層視為環(huán)氧化程度為0的天然橡膠層。
所述n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層優(yōu)選為3種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層,每一種環(huán)氧化程度對(duì)應(yīng)一層環(huán)氧化天然橡膠層。
所述3種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層優(yōu)選為ENR-25層,ENR-40層和ENR-50層。
所述天然橡膠層以天然橡膠為主要原料,具體由以下原料制備而成:天然橡膠,填料,增塑劑,軟化劑,硫化助劑以及硫化劑。
所述天然橡膠層,由以下按重量份數(shù)計(jì)的原料制備而成:天然橡膠100份,填料0~50份(優(yōu)選為10~50份),增塑劑0~10份(優(yōu)選為2~10份),軟化劑0~10份,硫化助劑6~25份,硫化劑1~5份。
天然橡膠層中所述硫化劑為硫磺。
天然橡膠層中所述硫化助劑的組成為:氧化鋅,硬脂酸,二硫化二苯并噻唑(DM),N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)。
天然橡膠層中所述硫化助劑的組成為:氧化鋅2~8份,硬脂酸1~6份,二硫化二苯并噻唑(DM)0.5~2份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)1~4份。
天然橡膠層中所述軟化劑為白礦油、松焦油或石油瀝青中一種以上。
天然橡膠層中所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、古馬隆樹(shù)脂、油膏或石油系操作油中一種以上。
天然橡膠層中所述填料為沉淀法白炭黑、炭黑、碳納米管、蒙脫土、云母、納米碳酸鈣中的一種以上。
所述n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層中每一層環(huán)氧化天然橡膠層以環(huán)氧化天然橡膠為主要原料,每一層的原料中環(huán)氧化天然橡膠的環(huán)氧程度與其他層的不同。
所述每一層環(huán)氧化天然橡膠層由以下原料制備而成:環(huán)氧化天然橡膠,填料,增塑劑,軟化劑,硫化助劑,硫化劑。
所述每一層環(huán)氧化天然橡膠層,由以下按重量份數(shù)計(jì)的原料制備而成:環(huán)氧化天然橡膠100份,填料0~40份(優(yōu)選為10~40份),增塑劑0~10份(優(yōu)選為2~10份),軟化劑0~10份,硫化助劑6~25份,硫化劑5~30份。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述硫化助劑的組成為:氧化鋅,硬脂酸,堿式碳酸鎂,二硫化二苯并噻唑(DM),N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述硫化助劑的組成為:氧化鋅2~8份,硬脂酸1~6份,堿式碳酸鎂1~6份,二硫化二苯并噻唑(DM)0.5~2份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CZ)1~4份。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述軟化劑為白礦油、松焦油或石油瀝青中一種以上。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、古馬隆樹(shù)脂、油膏、石油系操作油中一種以上。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述填料為沉淀法白炭黑、炭黑、碳納米管、蒙脫土、云母或納米碳酸鈣中的一種以上。
每一層環(huán)氧化天然橡膠層中所述硫化劑為酚醛樹(shù)脂、硫磺或過(guò)氧化物中的一種以上。
所述酚醛樹(shù)脂為對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂。
所述ENR-25層以ENR-25為主要原料,具體由以下原料制備而成:ENR-25,填料,增塑劑,軟化劑,硫化助劑,硫化劑;進(jìn)一步,ENR-25 100份,填料0~40份(優(yōu)選為10~40份),增塑劑0~10份(優(yōu)選為2~10份),軟化劑0~10份,硫化助劑6~25份,硫化劑5~30份。
所述ENR-40層以ENR-40為主要原料,具體由以下原料制備而成:ENR-40,填料,增塑劑,軟化劑,硫化助劑,硫化劑;進(jìn)一步,ENR-40 100份,填料0~40份(優(yōu)選為10~40份),增塑劑0~10份(優(yōu)選為2~10份),軟化劑0~10份,硫化助劑6~25份,硫化劑5~30份。
所述ENR-50層以ENR-50為主要原料,具體由以下原料制備而成:ENR-50,填料,增塑劑,軟化劑,硫化助劑,硫化劑;進(jìn)一步,ENR-50 100份,填料0~40份(優(yōu)選為10~40份),增塑劑0~10份(優(yōu)選為2~10份),軟化劑0~10份,硫化助劑6~25份,硫化劑5~30份。
所述天然橡膠層中天然橡膠與n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠層中每一層的環(huán)氧化天然橡膠的重量比為(10~60):(5~30),優(yōu)選為1:1。
所述天然橡膠層中天然橡膠、環(huán)氧化程度為25%的環(huán)氧化天然橡膠層(ENR-25層)中的ENR-25,環(huán)氧化程度為40%的環(huán)氧化天然橡膠層(ENR-40層)中的ENR-40和環(huán)氧化程度為50%的環(huán)氧化天然橡膠層(ENR-50層)中的ENR-50的重量比為(10~60):(5~30):(5~30):(5~30)。
本發(fā)明優(yōu)先選用天然橡膠和3種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠為原料,采用天然橡膠和3種環(huán)氧程度不同的環(huán)氧化天然橡膠交替疊加的方法,層間形成環(huán)氧化程度的梯度,各層間具有良好的相容性,克服了一般層狀材料界面相容性不好導(dǎo)致的力學(xué)性能差的問(wèn)題,并利用各組分之間Tg不同且Tg隨環(huán)氧化程度的增加而增大的規(guī)律,通過(guò)調(diào)節(jié)硫化體系、配合劑用量及層數(shù)的變化,產(chǎn)生阻尼疊加效應(yīng),拓寬材料的阻尼溫域,提高阻尼值,制備一種實(shí)用型的寬溫域高阻尼橡膠材料。
所述寬溫域高阻尼共混型橡膠材料的制備方法,包括以下步驟;
(1)將天然橡膠進(jìn)行塑煉,再與填料、增塑劑、軟化劑、硫化助劑和硫化劑混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠分別進(jìn)行塑煉,再分別加入填料、增塑劑、軟化劑、硫化助劑和硫化劑,混煉均勻,分別得到n種混煉膠;
(3)將步驟(1)和(2)中的混煉膠靜置,翻煉出片,裁成相同形狀,交替疊加,制成具有環(huán)氧化程度的梯度的混煉膠;
(4)將步驟(3)得到的混煉膠進(jìn)行冷壓,低壓硫化,高壓硫化,得到寬
溫域高阻尼共混型橡膠材料。
步驟(1)中所述塑煉的時(shí)間為3~5分鐘,塑煉的溫度為40~150℃。
步驟(2)中所述塑煉的時(shí)間為3~5分鐘,塑煉的溫度為40~150℃。
步驟(3)中所述靜置時(shí)間為8~16小時(shí),所述翻煉出片的薄片厚度為0.1~1mm。
步驟(4)中所述冷壓時(shí)間為3~9min,所述低壓硫化的條件為:在150~200℃,0.05~0.2kgf/cm2條件下,硫化5~20min;所述高壓硫化的條件為在150~200℃,80~150kgf/cm2條件下,硫化5~30min。
步驟(1)所述天然橡膠與步驟(2)所述n種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠中的每一種環(huán)氧化天然橡膠的重量比為(10~60):(5~30)。
本發(fā)明以天然橡膠和環(huán)氧化天然橡膠(如:ENR-25、ENR-40、ENR-50 3種環(huán)氧化天然橡膠)為基體,原料來(lái)源廣泛,價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,采用天然橡膠和環(huán)氧程度不同的環(huán)氧化天然橡膠交替疊加的方法,層間形成環(huán)氧化梯度,利用各組分之間Tg不同且Tg隨環(huán)氧化程度的增加而增大的規(guī)律,調(diào)節(jié)體系中其他條件(如:硫化體系、配合劑用量、共混膠的配比及層數(shù)的變化),產(chǎn)生阻尼疊加效應(yīng),拓寬材料的阻尼溫域,提高阻尼值,制備一種實(shí)用型的寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
與現(xiàn)有技術(shù)先比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
(1)本發(fā)明以天然橡膠和環(huán)氧化天然橡膠(如:ENR-25、ENR-40、ENR-503種環(huán)氧化天然橡膠)為基體,原料來(lái)源廣泛,價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠;所制備的橡膠材料具有寬溫域、高阻尼的特性;另外由于層間環(huán)氧化梯度的存在,各層間有良好的相容性,克服了一般層狀材料界面相容性不好導(dǎo)致的力學(xué)性能差的問(wèn)題;
(2)本發(fā)明用硫磺和對(duì)叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂分別硫化NR,ENR,一方面利用了ENR分子鏈中的環(huán)氧基團(tuán)與酚醛樹(shù)脂羥基之間的氫鍵作用拓寬了ENR的有效阻尼溫域,另一方面利用了硫磺的多硫鍵形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),保留了NR優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度,整體上提高了該層狀阻尼材料的力學(xué)性能和阻尼性能;
(3)本發(fā)明利用白礦油作為軟化劑可以增強(qiáng)填料與基體材料的相容性,提高力學(xué)性能,并且分別用白炭黑和炭黑補(bǔ)強(qiáng)ENR,NR,使得每一層獲得了較好的補(bǔ)強(qiáng)效果,提高了材料的力學(xué)性能。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的共混型橡膠材料的層狀結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例7和對(duì)比例2制備的橡膠材料在10Hz下的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖;其中,曲線1為實(shí)施例2中制備的寬溫域高阻尼橡膠材料(即16層NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50硫化膠(無(wú)填料))的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖,曲線2為實(shí)施例3中制備的寬溫域高阻尼橡膠材料(即32層NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50硫化膠)的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖,曲線3為實(shí)施例7中制備的寬溫域高阻尼橡膠材料(即16層NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50硫化膠(加入填料))的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖,曲線4為對(duì)比例2中制備的硫黃硫化的NR硫化膠的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例中所使用的天然橡膠,型號(hào)為3L標(biāo)膠,生產(chǎn)地為越南。
實(shí)施例中所使用的環(huán)氧化天然橡膠環(huán)氧化程度為25%(型號(hào)ENR-25),40%(型號(hào)ENR-40),50%(型號(hào)ENR-50)由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所提供。
實(shí)施例中所使用的炭黑,型號(hào)為N220、N330、N550與N774,生產(chǎn)廠家為美國(guó)卡博特公司。
實(shí)施例中所使用的沉淀法白炭黑,型號(hào)為ZEOSIL 142,生產(chǎn)廠家為羅地亞白炭黑(青島)有限公司。
實(shí)施例中所使用的氣相法白炭黑,型號(hào)為AEROSIL 300,生產(chǎn)廠家為贏創(chuàng)德固賽投資有限公司。
實(shí)施例中所使用的酚醛樹(shù)脂,型號(hào)為2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂,生產(chǎn)廠家為山西省太原化工研究所。
實(shí)施例中所采用的份數(shù)為重量份。
本發(fā)明以三種環(huán)氧化程度的環(huán)氧化天然橡膠為例,所述的寬溫域高阻尼共混型橡膠材料(其層狀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示),由天然橡膠層、ENR-25層,ENR-40層和ENR-50層交替疊加制備而成,所述交替的排布順序?yàn)镹R/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50…循環(huán)重復(fù)順序,最小層數(shù)為4層。
實(shí)施例1
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)在50℃,將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再分別加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份,混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí)后,將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為1mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,先在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成4層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例2
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)在50℃,將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,先在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,再于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例3
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)在50℃,將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.1mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR…重復(fù)的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成32層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例4
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠100份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅5份,硬脂酸2份,二硫化苯并噻唑0.5份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠分別于開(kāi)煉機(jī)上翻煉,其中NR膠以輥距為0.6mm出片,ENR-25,ENR-40及ENR-50均以輥距為0.2mm出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成13層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例5
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠100份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅5份,硬脂酸2份,二硫化苯并噻唑0.5份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份,分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠分別于開(kāi)煉機(jī)上翻煉,其中NR膠以輥距為0.5mm出片,ENR-25,ENR-40及ENR-50均以輥距為0.25mm出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成13層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例6
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N220型炭黑40份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N220型炭黑30份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例7
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N330型炭黑40份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N330型炭黑30份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份,分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例8
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,炭黑N550 40份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N550型炭黑30份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例9
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,鄰苯二甲酸二異辛酯8份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,鄰苯二甲酸二異辛酯8份,二硫化二苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份,分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
實(shí)施例10
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,N330型炭黑40份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到天然橡膠混煉膠;
(2)將ENR-50型、ENR-40型、ENR-25型環(huán)氧化天然橡膠各50份,分別放入開(kāi)煉機(jī)中塑煉3分鐘,再加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,堿式碳酸鎂1份,白礦油5份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,沉淀法白炭黑30份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份分別混煉均勻,得到各自的混煉膠(即ENR-50型混煉膠、ENR-40型混煉膠、ENR-25型混煉膠);
(3)將步驟(1)和(2)的混煉膠靜置12小時(shí),將四種混煉膠于開(kāi)煉機(jī)上分別翻煉,以輥距為0.25mm分別出片,然后分別裁成同等大小的形狀,按照NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NRENR-25/ENR-40/ENR-50/ENR-40/ENR-25/NR/ENR-25/ENR-40/ENR-50的排布順序疊加,在冷壓機(jī)上冷壓5min,壓成16層結(jié)構(gòu)的混煉膠,并于溫度160℃,壓力0.1kgf/cm2下,在真空烘箱中硫化10min,最后于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化20分鐘,得寬溫域高阻尼共混型橡膠材料。
對(duì)比例1
在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠100份在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅5份,硬脂酸2份,二硫化苯并噻唑0.5份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺1.5份,硫磺2.5份混煉均勻;靜置12小時(shí)后,并于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化8分鐘,制得硫磺硫化的NR硫化膠。
對(duì)比例2
(1)在50℃,將3L型天然橡膠標(biāo)膠50份,在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,然后包輥,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,二硫化苯并噻唑0.25份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,硫磺1.3份,混煉均勻,得到混煉膠;
(2)將ENR-40型環(huán)氧化天然橡膠50份,在開(kāi)煉機(jī)上塑煉5分鐘,加入氧化鋅2.5份,硬脂酸1份,二硫化苯并噻唑0.25份,堿式碳酸鎂1份,N-環(huán)已基-2-苯并噻唑次磺酰胺0.75份,2402叔丁基苯酚甲醛樹(shù)脂5份,混煉均勻,得到混煉膠;
(3)將將步驟(1)和(2)的混煉膠共混,靜置12小時(shí)后,并于溫度160℃,壓力80kgf/cm2下,在平板硫化機(jī)上硫化23分鐘,制成硫磺硫化的NR/ENR-40共混硫化膠。
性能測(cè)試:
對(duì)實(shí)施例1~10和對(duì)比例1~2中的阻尼橡膠材料的阻尼性能、拉伸性能和力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,其拉伸性能按GB/T 528-1998進(jìn)行測(cè)試,拉伸速度為500mm/min,測(cè)試溫度為25℃;其阻尼性能采用DMA 242C型動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(耐馳公司,德國(guó))對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析,測(cè)試條件為:拉伸模式,掃描溫度范圍-100~130℃,升溫速率3℃/min,測(cè)試頻率為0.1Hz、1Hz和10Hz。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1實(shí)施例和對(duì)比例中的阻尼橡膠材料性能表
由表1可知,對(duì)比例1中硫磺硫化的天然橡膠的有效阻尼溫度范圍為-96.2~-31.6℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫;對(duì)比例2中硫磺硫化的NR/ENR-40共混橡膠的有效阻尼溫度范圍為-27.1~26.3,與對(duì)比例1相比,共混后雖然使得有效阻尼溫域向高溫偏移,但是阻尼因子的最大值大大減小,并且室溫以上的阻尼性能仍然很差;而通過(guò)本發(fā)明所制備得到的阻尼橡膠材料在高達(dá)96℃的寬溫度范圍表現(xiàn)出高阻尼性能,并且阻尼因子最大值可達(dá)到1.9左右。
對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例2、實(shí)施例3與實(shí)施例7、對(duì)比例2所制備的阻尼橡膠材料在10Hz下的動(dòng)態(tài)力學(xué)溫度譜圖進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果如圖2所示,實(shí)施例2、實(shí)施例3與實(shí)施例7的tanδ≥0.3的有效阻尼溫度范圍明顯大于對(duì)比例2(曲線4);實(shí)施例7的有效阻尼溫度范圍為-35~61.2℃,高達(dá)96℃,并且tanδma達(dá)到1.841,拉伸強(qiáng)度達(dá)到16.4MPa,具有良好的阻尼性能和力學(xué)性能,說(shuō)明本發(fā)明制備的阻尼材料為一種實(shí)用型寬溫域高阻尼的橡膠材料。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。