一種含聚冰片烯的阻尼橡膠的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種含聚冰片烯阻尼橡膠的生產(chǎn)方法，本發(fā)明采用了天然橡膠和降冰片烯單體為原料，通過先共混、再聚合的工藝流程，使得聚降冰片烯直接在天然橡膠基質(zhì)中原位生成，并通過后續(xù)的硫化工藝，得到了降冰片烯原位聚合形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)與天然橡膠基質(zhì)產(chǎn)生微相分離、均勻地散布在天然橡膠交聯(lián)后的基質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，解決了二者共混難度大，相容性低的技術(shù)難題，產(chǎn)品的阻尼性能和阻尼溫域都優(yōu)于已有產(chǎn)品，并通過調(diào)節(jié)原料混合比例、聚合工藝參數(shù)、交聯(lián)工藝參數(shù)，可以實現(xiàn)對制品性能的設(shè)計和方便調(diào)控，從而得到各種阻尼性能的制品。
【專利說明】一種含聚冰片烯的阻尼橡膠的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種阻尼橡膠的生產(chǎn)方法，特別涉及一種含有聚冰片烯的阻尼橡膠的
生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高新技術(shù)的發(fā)展，對阻尼材料的要求愈來愈高。無論是傳統(tǒng)的軍工、機械領(lǐng)域，還是宇航工業(yè)、家電、建筑領(lǐng)域，阻尼材料作為一類環(huán)保功能材料，將向著高性能、寬溫域、智能化、精細化的方向發(fā)展，研制和開發(fā)綜合性能優(yōu)異的阻尼材料己成為研究熱點。高聚物阻尼材料是目前應(yīng)用最廣的粘彈性阻尼材料，它兼具有黏性液體損耗能量的特性和彈性固體貯存能量的特性。高聚物的阻尼機理是由其動態(tài)力學(xué)松弛性質(zhì)決定的。高聚物是由若干鏈段依靠化學(xué)鍵鏈接起來的大分子，大分子鏈之間相互纏結(jié)，支鏈的存在加劇了相互纏結(jié)。當高聚物在周期性外力作用下產(chǎn)生一定的形變，由于分子鏈之間纏結(jié)使得高聚物在拉伸——回縮循環(huán)需要克服一部分分子鏈之間的摩擦阻力，因此高聚物的形變落后于應(yīng)力，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，正是形變——循環(huán)變化過程中的這種將機械能轉(zhuǎn)化成熱能的形式耗散掉而起到阻尼作用。
[0003]聚降冰片烯樹脂(PNB)是世界上第一種具有形態(tài)記憶功能的聚合物，學(xué)名聚(1，3-環(huán)戊二烯乙烯撐)，是采用開環(huán)聚合2-冰片烯的產(chǎn)物，分子式(C7H10)n。1970年，法國⑶F化學(xué)公司首先開發(fā)出聚降冰片烯，商品名“Norsorex”。如今，聚冰片烯已經(jīng)被用于阻尼橡膠的研制中，而共混則是高聚物阻尼材料體系設(shè)計和制備的一種主要方法。其中，CN200810041285中提出了一種以聚降冰片烯橡膠為基礎(chǔ)的高硬度阻尼性組合物，其以聚降冰片烯橡膠與聚乙烯摻合共混為基礎(chǔ)，采用采用由聚乙烯-三元乙丙膠組成的嵌段共聚物(PE-b-EPDM)作為增容劑，該嵌段共聚物的共聚比以重量計為50/50 ;同時以硫黃硫化體系為該組合物的交聯(lián)劑；而CN200710047337.中提出了另外一種以聚降冰片烯橡膠為主體的阻尼橡膠，其以聚降冰片烯橡膠與硅橡膠的摻合共混為基礎(chǔ)，以三元乙丙橡膠與乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的共混物為聚降冰片烯橡膠與硅橡膠摻合共混的增容劑。
[0004]總體上，現(xiàn)有的以聚降冰片烯為基礎(chǔ)的阻尼橡膠的制備都是將聚降冰片烯橡膠與多種其他共聚物混合，并在制備過程中為了增加彼此之間的相容性和聚冰片烯相分布的均勻性，而使用了大量的增溶劑，這些制備方法原料成分復(fù)雜、制備過程繁瑣，工藝可控性低，所制備的橡膠性能調(diào)整難度大，可設(shè)計性低，并且增溶劑的大量使用會影響甚至破壞橡膠的設(shè)計性能，難以達到工業(yè)化生產(chǎn)和推廣的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有 的以聚降冰片烯為基礎(chǔ)的阻尼橡膠的制備工藝的缺陷，本 申請人:經(jīng)過長期研究，突出傳統(tǒng)思維，提出了一種不適用增溶劑的聚降冰片烯基阻尼橡膠的制備方法。具體如下:
[0006]第一步，將降冰片烯單體加入到天然橡膠中，降冰片烯單體與天然橡膠的重量比為:25-45:75-55，形成混合物，并加入聚合催化劑；
[0007]第二步，第二步，在30_50°C溫度下對上述混合物塑煉5-10分鐘時間，之后進行薄通，薄通的工藝參數(shù)為I毫米5-8遍，得到母煉膠；
[0008]第三步，第三步，將母煉膠置于紫外光的照射中，引發(fā)母煉膠中降冰片烯單體的聚合，反應(yīng)時間為50-100分鐘；
[0009]第四步，第四步，進一步加入填料和硫化劑，進行硫化反應(yīng)，反應(yīng)為溫度為120-170度，時間為5-30分鐘，壓力為12-15Mpa，得到含聚降冰片烯的阻尼橡膠。 [0010]進一步，硫化的溫度優(yōu)選為140-160度，硫化時間優(yōu)選為8-15分鐘，更優(yōu)選為150度10分鐘。
[0011]進一步，所述填料為炭黑，以第三步中母煉膠的重量為100份計，加入炭黑30-80份。
[0012]進一步，以第三步中母煉膠的重量為100份計，所述硫化劑為硫磺1.5-2.5份，2、2' -二硫代二苯并噻唑1.2-1.8份。
[0013]進一步，降冰片烯單體和催化劑預(yù)先制備成高分子材料包覆的球體，再與天然橡膠混合。
[0014]與現(xiàn)有的聚降冰片烯基阻尼橡膠不同的是，本發(fā)明在原料選擇上直接使用了天然橡膠，原料來源廣，成本低，并且由于采用了天然橡膠，最終的制品彈性好，更適合在各種工業(yè)設(shè)備中應(yīng)用。而傳統(tǒng)工藝中，之所以未采用天然橡膠的原因在于，聚冰片烯與天然橡膠的相容性差，共混效果不佳，共混后，聚冰片烯在天然橡膠中分散不均勻，相分離現(xiàn)象嚴重，難以實行二者性能的綜合。
[0015]而本發(fā)明突破了傳統(tǒng)思維，不再以聚降冰片烯為原料，而是直接以冰片烯單體為原料，采用了先共混、再聚合的工藝思路和流程，使得聚降冰片烯直接在天然橡膠基質(zhì)中原位生成，解決了二者共混難度大，相容性低的技術(shù)問題，并且在這種方法制得的結(jié)構(gòu)中，降冰片烯原位聚合形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)與天然橡膠基質(zhì)產(chǎn)生微相分離，均勻地散步在天然橡膠交聯(lián)后的基質(zhì)中，產(chǎn)品的阻尼性能和阻尼溫域都優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品。并且，在本發(fā)明的方法中，由于采用了先共混，再原位聚合技術(shù)，避免了傳統(tǒng)方法中增溶劑的大量使用，可以完全實現(xiàn)無增溶劑制備；并且，通過調(diào)節(jié)原料混合比例、聚合工藝參數(shù)、交聯(lián)工藝參數(shù)，可以實現(xiàn)對制品性能的設(shè)計和方便調(diào)控，從而得到各種阻尼性能的制品。
[0016]進一步，為了使得混料中的催化劑更加有效地被利用，從而降冰片烯單體有效地發(fā)生原位聚合，本發(fā)明特別采用了將降冰片烯單和催化劑用高分子材料進行預(yù)包覆的方法，混料后，高分子材料的包覆劑融化，而催化劑均勻地分布在降冰片烯的周圍，為每一個降冰片烯的原位聚合微區(qū)提供了充分的聚合環(huán)境和條件，使得聚合反應(yīng)的可控性、精確性更高。其中所述包覆用的高分子材料是通過溶劑溶解加入到降冰片烯單體和催化劑的混合物中，高分子材料包覆劑的加入量為上述混合物總重量的0.3% -0.8%。高分子材料包覆劑可以選擇與橡膠具有較好相容性的材料，例如硬脂酸、石蠟、羥丙基乙基纖維素、聚乙烯樹脂等高分子物質(zhì)；溶劑可以選用常規(guī)的有機溶劑，例如二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、丙酮等。
【具體實施方式】[0017]實施例1:
[0018]按重量份備料:
[0019]
【權(quán)利要求】
1.一種含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，包括如下步驟: (1)第一步，將降冰片烯單體加入到天然橡膠中，降冰片烯單體與天然橡膠的重量比為:2545:75-55，形成混合物，并加入聚合催化劑； (2)第二步，在30-50°C溫度下對上述混合物塑煉5-10分鐘時間，之后進行薄通，薄通的工藝參數(shù)為I毫米5-8遍，得到母煉膠； (3)第三步，將母煉膠置于紫外光的照射中，引發(fā)母煉膠中降冰片烯單體的聚合，反應(yīng)時間為50-100分鐘； (4)第四步，進一步加入填料和硫化劑，進行硫化反應(yīng)，反應(yīng)為溫度為120-170度，時間為5-30分鐘，壓力為12-15Mpa，得到含聚降冰片烯的阻尼橡膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，所述硫化的溫度優(yōu)選為140-160度，硫化時間優(yōu)選為8-15分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，所述硫化的溫度優(yōu)選為150度，硫化時間優(yōu)選為10分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，所述填料為炭黑，以第三步中母煉膠的重量為100份計，加入炭黑30-80份。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，以第三步中母煉膠的重量為100份計，所述硫化劑為硫磺1.5-2.5份，2、2^ - 二硫代二苯并噻唑1.2-1.8 份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3`任一權(quán)利要求所述的含聚冰片烯的阻尼橡膠的制備方法，降冰片烯單體和催化劑預(yù)先制備成高分子材料包覆的球體，再加入到天然橡膠中與天然橡膠混入口 ο
【文檔編號】C08F2/48GK103694500SQ201310566045
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】扈廣法, 高超鋒, 黃捷, 張子陽, 許昊 申請人:西安漢華橡膠科技有限公司