一種超分子阻尼劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻尼劑及其制備方法和應用，具體說，是涉及一種超分子阻尼劑 及其制備方法和應用，屬于阻尼材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 阻尼材料是將固體機械振動能轉變?yōu)闊崮芏纳⒌牟牧希饕糜谡駝雍驮肼暱?制。隨著人們對噪聲所造成的污染和危害越來越重視，對阻尼材料的減振、降噪性能隨之也 提出了更高要求。
[0003] 超分子聚合物（Supermolecule polymer)是單體單元以可逆和高度取向的非共 價相互作用結合而成的聚合物，根據(jù)結合方式的不同，可將超分子聚合物分為配位聚合物、 π - π堆積聚合物和氫鍵結合聚合物三類。由于非共價鍵的方向性和強度，這類聚合物顯示 了許多有趣的功能，例如：刺激響應性和納米結構自組裝特性。近年來，超分子聚合物已成 為聚合物科學領域重要的研宄方向，超分子聚合物不僅具有傳統(tǒng)聚合物的性能，而且由于 超分子體系的動態(tài)可逆特性，這類聚合物的性能可以通過外界刺激加以調控，并賦予材料 特定的功能。多重氫鍵結合超分子聚合物已在改善聚合物性能、形成復雜分子構造、自組裝 納米結構等方面顯示出重要作用，已成為一類廣受關注的超分子聚合物，但至今未見該類 超分子聚合物在阻尼材料中的應用報道。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種超分子阻尼劑及其制備 方法和應用，實現(xiàn)超分子聚合物在阻尼材料中的應用。
[0005] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
[0006] -種超分子阻尼劑，是由多重氫鍵超分子聚合物與無機納米蒙脫土經過陽離子交 換、插層、自組裝得到。
[0007] 作為一種優(yōu)選方案，所述的多重氫鍵超分子聚合物是由三聚氰胺與聚酰亞胺季磷 鹽通過三重氫鍵結合制備得到。
[0008] 作為進一步優(yōu)選方案，所述的多重氫鍵超分子聚合物是由三聚氰胺與聚酰亞胺季 磷鹽在鹵代烴溶劑（例如：二氯甲烷、三氯甲烷）中、于40~60°C下攪拌反應得到。
[0009] 其中：聚酰亞胺季磷鹽與三聚氰胺的摩爾比優(yōu)選為I: (1~1. 2)。
[0010] 作為進一步優(yōu)選方案，所述的聚酰亞胺季磷鹽是通過偏苯三酸酐先與氨氣進行胺 解反應，然后與四羥甲基氯化磷進行酯化反應制得。
[0011] 作為更進一步優(yōu)選方案，所述的聚酰亞胺季磷鹽的制備包括如下步驟：
[0012] 將偏苯三酸酐加入有機溶劑（例如：氯化亞砜）中，在通入氨氣下、于50~70°C 攪拌反應4~6小時；然后加入四羥甲基氯化磷，在120~140°C下反應4~6小時。
[0013] 其中：偏苯三酸酐與氨氣的摩爾比優(yōu)選為1:(1~1.5);偏苯三酸酐與四羥甲基氯 化磷的摩爾比為1: (3. 5~4)。
[0014] 本發(fā)明所述的超分子阻尼劑的制備方法，包括如下步驟：將無機納米蒙脫土與多 重氫鍵超分子聚合物在乙醇水溶液中、于60~70°C下攪拌反應4~6小時。
[0015] 作為一種優(yōu)選方案，100g無機納米蒙脫土加入0. 08~0.1mol多重氫鍵超分子聚 合物。
[0016] 所述的乙醇水溶液的體積分數(shù)為10 %~90 %，優(yōu)選為30 %~70 %。
[0017] 一種應用本發(fā)明所述的超分子阻尼劑制備的阻尼橡膠材料，其特征在于：在100 質量份的橡膠基體中，添加有5~20質量份本發(fā)明所述的超分子阻尼劑。
[0018] 作為一種優(yōu)選方案，所述的阻尼橡膠材料的組成及配比如下：
[0019] 橡膠基體 100質量份； 硬脂酸（SA) 0.5~1.0質量份； 氧化鋅（ZnO) 4.5~5.0質量份； 雙(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物（促進劑TMTD) 0.3~0.5質量份； 2-硫醇基苯并噻唑（促進劑M) 1.2~1.5質量份； N-苯基-2-萘胺（防老劑D) 1.0~1.5質量份； 超分子阻尼劑 5~20質量份； 硫化劑 2,5~3,0質量份。
[0020] 所述的橡膠基體優(yōu)選為氯丁橡膠、三元乙丙橡膠和丁腈橡膠中的至少一種。
[0021] 所述的硫化劑優(yōu)選為硫磺。
[0022] -種制備所述的阻尼橡膠材料的方法，是將配比量的各組成成分加入開煉機中， 在40~60°C進行混煉。
[0023] 本發(fā)明用到的蒙脫土可以采用商業(yè)化的無機納米蒙脫土產品，比如浙江豐虹粘土 有限公司生產的SMP牌號的無機納米蒙脫土產品。
[0024] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著性進步：
[0025] 由于本發(fā)明所述的超分子阻尼劑是通過使多重氫鍵超分子聚合物與無機納米蒙 脫土經過陽離子交換、插層、自組裝得到，蒙脫土與多重氫鍵超分子聚合物之間可形成協(xié)同 增效作用，不僅可提高材料的力學性能和耐熱性能，而且因大量氫鍵的存在，可使材料的阻 尼性能得到了顯著提高；經測試，應用本發(fā)明所述超分子阻尼劑制備的阻尼橡膠材料具有 優(yōu)良的阻尼性能、耐磨性能和力學性能，具有廣泛應用前景。另外，本發(fā)明所述的阻尼劑還 具有制備工藝簡單，重復性好，易于實現(xiàn)規(guī)模化等優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合實施例和對比例對本發(fā)明技術方案做進一步詳細、完整地說明。
[0027] 采用透射電鏡法觀察超分子阻尼劑的粒徑大小。
[0028] 采用《聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料理論與實踐》（漆宗能，尚文宇編著化學 工業(yè)出版社，2002)的熱失重法，測試超分子阻尼劑的熱失重中心溫度。
[0029] 采用德國耐馳公司生產的DMA-242型動態(tài)力學分析測試橡膠的阻尼能。
[0030] 采用GB 528-83和GB/T1689-1998測試橡膠的拉伸性能和磨耗性能。
[0031] 實施例1
[0032] -、聚酰亞胺季磷鹽的制備：將7. 5g偏苯三酸酐（CAS#552-30_7)加入到裝有 50mL氯化亞砜的密封的三口瓶中，然后向三口瓶中通入0. 75L氨氣，然后在50°C下保溫攪 拌反應5h，然后向三口瓶中加入6. 5mL四羥甲基氯化磷（CAS#124-64-l)，升溫到120°C，再 保溫攪拌反應5h，結束反應，旋轉蒸發(fā)除去溶劑，得到的淡黃色物質即為聚酰亞胺季磷鹽。
[0033] 二、多重氫鍵超分子聚合物的制備：將4g三聚氰胺（CAS#108-78_1)與制得的聚酰 亞胺季磷鹽加入到50mL三氯甲烷中，攪拌使混合均勻，然后在50°C下保溫反應3h ;除去溶 劑、冷卻結晶，并用丙酮溶劑沖洗產物3次，干燥，即得到所述的多重氫鍵超分子聚合物。
[0034] 三、超分子阻尼劑的制備：將30g無機納米蒙脫土與制得的多重氫鍵超分子聚合 物加入到IOOmL乙醇水溶液中，攪拌使混合均勻，然后在65°C下保溫反應5h ;結束反應，抽 濾收集固體，干燥，即得到所述的超分子阻尼劑。
[0035] 關于所得超分子阻尼劑的平均粒徑及熱失重溫度的測試數(shù)據(jù)見表1所示。
[0036] 應用例1
[0037] 將100g氯化丁基橡膠、3g硫磺、I. 5g促進劑M、0. 3g促進劑TMTD、0. 8g硬脂酸、 4. 8g氧化鋅、Ig防老劑D及IOg本實例制得的超分子阻尼劑加入開煉機中，在40°C進行混 煉，即得到本發(fā)明所述的阻尼橡膠材料。
[0038] 關于所制備的阻尼橡膠材料的性能測試數(shù)據(jù)見表2所示。
[0039] 對比例1
[0040] 將100g氯化丁基橡膠、3g硫磺、I. 5g促進劑M、0. 3g促進劑TMTD、0. 8g硬脂酸、 4. 8g氧化鋅、Ig防老劑D加入開煉機中，在40°C進行混煉，得到對比阻尼橡膠材料。
[0041] 關于所制備的對比阻尼橡膠材料的性能測試數(shù)據(jù)也見表2所示。
[0042