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一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12093793閱讀:910來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明屬于汽車零件制備領(lǐng)域,具體涉及一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料及其制備方法。



背景技術(shù):

阻尼材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種減震降噪的材料能夠把振動(dòng)和聲能轉(zhuǎn)化為熱能散掉的新型功能材料,在各種機(jī)械設(shè)備上廣泛應(yīng)用,尤其是在汽車乘座室內(nèi)的前圍板、車門、車頂棚、車底板、后備箱等8-12個(gè)部位都有應(yīng)用,因此研究和開(kāi)發(fā)綜合性能優(yōu)異的新型高效阻尼材料已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。

田敏、盧珣等人發(fā)表的《共混型寬溫域高阻尼橡膠材料的制備與性能研究》一文中,采用分子結(jié)構(gòu)中具有密集側(cè)甲基、弱極性的氯化丁基橡膠與強(qiáng)極性的丁腈橡膠共混,制得二元 CIIR/NBR 共混物,由于弱極性橡膠結(jié)構(gòu)中大的空間位阻作用和硫化交聯(lián)后的強(qiáng)制纏繞,將會(huì)增加極性橡膠分子鏈活動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力,導(dǎo)致分子鏈運(yùn)動(dòng)受阻,制備得到寬溫域阻尼材料。

在自然界中,軟木是一種減震性能非常優(yōu)異的材料,它是栓皮樹(shù)的外皮產(chǎn)物,具有良好的彈性、密封性、隔熱、隔音、絕緣、耐磨、耐腐蝕性、防潮、防火、減震等性能,可用作地板、瓶塞和木管樂(lè)器密封墊、包裝和能量吸收材料、隔熱材料、減震阻尼材料等,是一種多功能天然材料。

因此,本發(fā)明使用馬來(lái)酸酐接枝丁腈橡膠,繼而與軟木纖維接枝復(fù)配,一方面增強(qiáng)橡膠分子鏈活動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力,增強(qiáng)材料的阻尼性能,另一方面利用軟木纖維的特性提高阻尼材料的吸聲降噪性能,制備的丁腈橡膠阻尼材料減震降噪性能優(yōu)異。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有阻尼材料減震、吸聲性能不足的問(wèn)題,提高一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料及其制備方法。

一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料,由以下重量份的原料組成:丁腈橡膠45-60份,氯化丁基橡膠25-40份,四氫呋喃125-170份,馬來(lái)酸酐47-64份,過(guò)氧化苯甲酰2-4份,乙醇適量,氫氧化次磷酸鈉1-3份,二甲苯適量,軟木纖維23-32份,硬脂酸1-2份,炭黑2-6份,硫磺1-2份,環(huán)烷油2-5份,活性氧化鋅5-11份。

具體步驟如下:

(1)馬來(lái)酸酐接枝丁腈橡膠(MAH-g-NBR)的制備:

將丁腈橡膠完全溶解于四氫呋喃中,用滴液漏斗逐滴加入馬來(lái)酸酐與過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液,通入氮?dú)獗Wo(hù),升溫至60-72℃,恒溫反應(yīng)6-9小時(shí),之后用乙醇沉淀出接枝產(chǎn)物,用乙醇洗滌數(shù)次,將洗滌后的接枝產(chǎn)物置于38-45℃真空干燥箱中烘干,即得到MAH-g-NBR,備用;

(2)MAH-g-NBR接枝軟木纖維:

在裝有冷凝管的平底燒瓶中加入二甲苯、氫氧化次磷酸鈉以及步驟(1)得到的MAH-g-NBR,之后將充分干燥的軟木纖維浸入混合溶液中,控制溫度在125-140℃下反應(yīng)2-4小時(shí),反應(yīng)完成后,用索氏抽提器除去溶劑,于95-105℃烘干至恒重,即得MAH-g-NBR接枝軟木纖維;

(3)混煉:

在20-30℃條件下,將步驟(2)得到的MAH-g-NBR接枝軟木纖維、氯化丁基橡膠混合均勻在開(kāi)煉機(jī)上塑煉3-8分鐘,然后加入硬脂酸、炭黑混煉10-30分鐘,之后依次加入環(huán)烷油、活性氧化鋅、硫磺混煉均勻,制備得混煉膠;

(4)硫化:

將步驟(3)所得到的混煉膠薄通出片后靜置7-9小時(shí),在平板硫化機(jī)上在160-190℃下高溫模壓硫化20-40分鐘,制得一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料。

其中,所述的軟木纖維是用廢工業(yè)源白針葉木漿板機(jī)械解離和分散而成,其長(zhǎng)度分布范圍2mm-3.5mm,寬度分布是34.2μm-73.1μm,長(zhǎng)寬比為72.6。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)本發(fā)明首先使用馬來(lái)酸酐單體對(duì)丁腈橡膠進(jìn)行接枝改性,改變丁腈橡膠的極性,增加極性丁腈橡膠分子鏈活動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力,導(dǎo)致分子鏈運(yùn)動(dòng)受阻,分子鏈間摩擦生熱增多,阻尼性能更優(yōu)。

(2)軟木細(xì)胞壁上存在很多的皺褶,可以極大地緩解壓縮變形,因此彈性恢復(fù)特別好,另外軟木纖維特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)能夠減弱平波傳播,尤其能夠降噪音聲波的傳播,因而軟木的吸聲性很好,本發(fā)明中利用軟木纖維的這種特性,使用馬來(lái)酸酐接枝丁腈橡膠(MAH-g-NBR)對(duì)軟木纖維進(jìn)行接枝改性,提高軟木纖維在橡膠基體中的相容性,提高阻尼材料的減震、吸聲降噪性能,能有效改善車內(nèi)環(huán)境的舒適度,有利于人們的身心健康。

(3)少量環(huán)烷油的加入提高了相間的共混均勻性,降低了共混物相的界面張力,增加相區(qū)間的相互作用,提高了界面粘接強(qiáng)度,改善了組分的相容性,提高阻尼性能,同時(shí)與活性氧化鋅復(fù)配提高材料的硬度和定伸應(yīng)力。

具體實(shí)施方式

一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料,由以下重量份的原料組成:丁腈橡膠56,氯化丁基橡膠34,四氫呋喃160,馬來(lái)酸酐60,過(guò)氧化苯甲酰4,乙醇適量,氫氧化次磷酸鈉3,二甲苯適量,軟木纖維31,硬脂酸2,炭黑4,硫磺2,環(huán)烷油4,活性氧化鋅8。

具體步驟如下:

(1)馬來(lái)酸酐接枝丁腈橡膠(MAH-g-NBR)的制備:

將丁腈橡膠完全溶解于四氫呋喃中,用滴液漏斗逐滴加入馬來(lái)酸酐與過(guò)氧化苯甲酰的混合溶液,通入氮?dú)獗Wo(hù),升溫至70℃,恒溫反應(yīng)8小時(shí),之后用乙醇沉淀出接枝產(chǎn)物,用乙醇洗滌數(shù)次,將洗滌后的接枝產(chǎn)物置于40℃真空干燥箱中烘干,即得到MAH-g-NBR,備用;

(2)MAH-g-NBR接枝軟木纖維:

在裝有冷凝管的平底燒瓶中加入二甲苯、氫氧化次磷酸鈉以及步驟(1)得到的MAH-g-NBR,之后將充分干燥的軟木纖維浸入混合溶液中,控制溫度在130℃下反應(yīng)3小時(shí),反應(yīng)完成后,用索氏抽提器除去溶劑,于100℃烘干至恒重,即得MAH-g-NBR接枝軟木纖維;

(3)混煉:

在28℃條件下,將步驟(2)得到的MAH-g-NBR接枝軟木纖維、氯化丁基橡膠混合均勻在開(kāi)煉機(jī)上塑煉7分鐘,然后加入硬脂酸、炭黑混煉20分鐘,之后依次加入環(huán)烷油、活性氧化鋅、硫磺混煉均勻,制備得混煉膠;

(4)硫化:

將步驟(3)所得到的混煉膠薄通出片后靜置8小時(shí),在平板硫化機(jī)上在170℃下高溫模壓硫化30分鐘,制得一種汽車用含活性氧化鋅的丁腈橡膠復(fù)合阻尼材料。

其中,所述的軟木纖維是用廢工業(yè)源白針葉木漿板機(jī)械解離和分散而成,其長(zhǎng)度分布范圍2mm-3.5mm,寬度分布是34.2μm-73.1μm,長(zhǎng)寬比為72.6。

性能測(cè)試:

按照實(shí)施例制備對(duì)其材料進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如下:

密度:1.178g/cm3,減震性能(23℃,200HZ):0.16,斷裂延伸率:592%,拉伸強(qiáng)度:141Mpa,耐老化性:4級(jí),耐光老化性:4級(jí),壓延加工性:良好。

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