本發(fā)明涉及阻尼減振領(lǐng)域，尤其是一種高模量阻尼材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

高分子阻尼材料廣泛應(yīng)用于船舶、汽車、高鐵等交通工具的艙（箱）室內(nèi)壁，如地板、壁板、頂板等部位，用于抑制艙（箱）振動(dòng)，降低艙（箱）內(nèi)噪聲，提高乘坐舒適性。實(shí)際工程應(yīng)用中,高分子阻尼材料通常有兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用形式,一種是自由阻尼結(jié)構(gòu),即將高分子阻尼材料粘貼于需減振結(jié)構(gòu)的表面；一種是約束阻尼結(jié)構(gòu)，將在高分子阻尼材料外表面附加一層金屬約束層。其中，由于自由阻尼結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，安裝便捷而得到廣泛應(yīng)用。自由阻尼結(jié)構(gòu)的抑振能力與高分子阻尼材料的損耗模量成正比，而高分子基材自身的損耗模量很小，需對(duì)其進(jìn)行改性，提高其損耗模量。通常提高損耗模量的方法是向高分子基材中添加云母粉、陶土、碳酸鈣等無(wú)機(jī)礦物填料，雖然提高了基材的損耗模量，但帶來(lái)三方面的負(fù)面影響：一是，填加量大，導(dǎo)致材料力學(xué)強(qiáng)度大幅下降；二是，無(wú)機(jī)填料密度比高分子基材高一倍，導(dǎo)致材料密度大幅增加；三是，無(wú)機(jī)填料加速了加工設(shè)備的磨損。

近年發(fā)展的碳纖維、碳納米管等纖維填充阻尼改性技術(shù)因其可大幅度提高基體的模量、力學(xué)強(qiáng)度、耐熱性,且阻尼材料具有高模量、高阻尼性能而備受研究者關(guān)注，然而，碳纖維、碳納米管價(jià)格昂貴，分散性差且在混合加工過(guò)程中易發(fā)生斷裂導(dǎo)致長(zhǎng)徑比降低，不利于工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。

芳綸漿粕是近年發(fā)展的對(duì)位芳綸纖維表面原纖化的一種短纖維，其主干纖維表面附有大量直徑介于納米與微米尺度的超細(xì)微原纖維，比表面積遠(yuǎn)大于通常短纖維，具有芳綸纖維本體的高強(qiáng)度、高模量、輕質(zhì)、優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性,因此廣泛應(yīng)用于高分子基體的增強(qiáng)改性。然而，芳綸漿粕由于降低了聚合物基體的損耗角或損耗因子，一直被研究者認(rèn)為是降低聚合物基體的滯后生熱與能量損耗的增強(qiáng)措施，而不會(huì)用于要求增加聚合物基體內(nèi)損耗的阻尼改性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種采用芳綸漿粕改性高分子基體且性能優(yōu)異的高模量阻尼材料及其制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種高模量阻尼材料，它由丁腈橡膠、云母粉、炭黑、磷酸二苯一異辛酯、芳綸漿粕(PPTA Pulp)、硬脂酸、硫磺、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT、氧化鋅組成，其中丁腈橡膠50-200份，云母粉30-50份，炭黑10-30份，磷酸二苯一異辛酯5-10份，芳綸漿粕(PPTA Pulp)10-50份，硬脂酸1-3份，硫磺1-3份，促進(jìn)劑CZ 1.5-3份，促進(jìn)劑TT 0.5-1份，氧化鋅4-6份；以上份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。

一種高模量阻尼材料的制備方法，具體步驟如下：

1）按上述配方量稱取組分；

2）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)在450型開(kāi)煉機(jī)上預(yù)混煉，輥筒間距0.5-1.5mm，打三角包10個(gè)，然后出片冷卻，待用；

3）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)的預(yù)混膠、云母粉、一半質(zhì)量的炭黑、硬脂酸、硫磺投入40L密煉機(jī)，混煉1分鐘；

4）將磷酸二苯一異辛酯和剩余的炭黑投入40L密煉機(jī)，混煉至溫度達(dá)130℃，升上頂栓排膠；

5）將步驟4）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

6）將步驟5）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

7）將混煉膠片、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT投入40L密煉機(jī)，轉(zhuǎn)速20rad/s，混煉至溫度達(dá)100℃，升上頂栓排膠；

8）將步驟7）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

9）將步驟8）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

10）將步驟9）得到的混煉膠片在140-160℃、10-15MPa平板硫化機(jī)下成型，10min-20min。

本發(fā)明所得到的一種高模量阻尼材料及其制備方法，通過(guò)以上工藝過(guò)程,使芳綸漿粕中的纖維均勻分散在高分子基體中,解決增強(qiáng)纖維在高分子基體中分散困難的難題。

本申請(qǐng)得到的產(chǎn)品具有以下三方面的優(yōu)勢(shì)：一是，添加20-30份芳綸漿粕，就可將高分子基體的儲(chǔ)存模量和損耗模量提高一倍以上，而要達(dá)到相果效果，需添加100份以上的無(wú)機(jī)填料；二是，添加芳綸漿粕可大幅度提高高分子基體的力學(xué)強(qiáng)度，而添加無(wú)機(jī)填料會(huì)明顯降低高分子基體的力學(xué)強(qiáng)度；三是，添加芳綸漿粕，基本不增加高分子基體的密度，而添加無(wú)機(jī)填料會(huì)明顯增加高分子基體的密度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例2、實(shí)施例3得到的阻尼材料的阻尼性能對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例描述的一種高模量阻尼材料，它由丁腈橡膠、云母粉、炭黑、磷酸二苯一異辛酯、芳綸漿粕(PPTA Pulp)、硬脂酸、硫磺、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT、氧化鋅組成，其中丁腈橡膠50份，云母粉30份，炭黑10份，磷酸二苯一異辛酯5份，芳綸漿粕(PPTA Pulp)10份，硬脂酸2份，硫磺1份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，促進(jìn)劑TT 0.5份，氧化鋅4份；以上份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例描述的一種高模量阻尼材料的制備方法，具體步驟如下：

1）按上述配方量稱取組分；丁腈橡膠100份，云母粉30份，炭黑30份，磷酸二苯一異辛酯5份，芳綸漿粕(PPTA Pulp)10份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，促進(jìn)劑TT 0.5份，氧化鋅5份。

2）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)在450型開(kāi)煉機(jī)上預(yù)混煉，輥筒間距0.9mm，打三角包10個(gè)，然后出片冷卻，待用；

3）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)的預(yù)混膠、云母粉、一半質(zhì)量的炭黑、硬脂酸、硫磺投入40L密煉機(jī)，混煉1分鐘；

4）將磷酸二苯一異辛酯和剩余的炭黑投入40L密煉機(jī)，混煉至溫度達(dá)130℃，升上頂栓排膠；

5）將步驟4）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

6）將步驟5）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

7）將混煉膠片、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT投入40L密煉機(jī)，轉(zhuǎn)速20rad/s，混煉至溫度達(dá)100℃，升上頂栓排膠；

8）將步驟7）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

9）將步驟8）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

10）將步驟9）得到的混煉膠片在150℃、12MPa平板硫化機(jī)下成型，15min。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例描述的一種高模量阻尼材料的制備方法，具體步驟如下：

1）按上述配方量稱取組分；丁腈橡膠100份，云母粉30份，炭黑30份，磷酸二苯一異辛酯5份，芳綸漿粕(PPTA Pulp)30份，硬脂酸2份，硫磺1.5份，促進(jìn)劑CZ 1.5份，促進(jìn)劑TT 0.5份，氧化鋅5份.

2）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)在450型開(kāi)煉機(jī)上預(yù)混煉，輥筒間距1mm，打三角包10個(gè)，然后出片冷卻，待用；

3）將丁腈橡膠與芳綸漿粕(PPTA Pulp)的預(yù)混膠、云母粉、一半質(zhì)量的炭黑、硬脂酸、硫磺投入40L密煉機(jī)，混煉1分鐘；

4）將磷酸二苯一異辛酯和剩余的炭黑投入40L密煉機(jī)，混煉至溫度達(dá)130℃，升上頂栓排膠；

5）將步驟4）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

6）將步驟5）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

7）將混煉膠片、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑TT投入40L密煉機(jī)，轉(zhuǎn)速20rad/s，混煉至溫度達(dá)100℃，升上頂栓排膠；

8）將步驟7）得到的混煉膠投入450型開(kāi)煉機(jī)冷卻出片；

9）將步驟8）得到的混煉膠片放置百葉車上停放24小時(shí)；

10）將步驟9）得到的混煉膠片在150℃、13MPa平板硫化機(jī)下成型，18min。

實(shí)施例2和實(shí)施例3所生產(chǎn)得到的產(chǎn)品的性能:

1)阻尼性能如圖1所示。

2)拉伸強(qiáng)度和密度: