一种吸声橡胶复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明属于功能材料领域，具体涉及一种吸声橡胶复合材料及其制备方法。该材料中各成份的重量百分比为：钾长石1-4%，氧化锌1-4%，硫磺0.5-0.8%，硬脂酸1-3%，聚丙烯石膏混合体18-21%，促进剂2、2'-二硫代二苯并噻唑0.1-0.3%，碳黑3-6%，其余异戊橡胶；本发明制备中，没有使用稀贵材料，所取原料成本降低，采用废料做原料，制备工艺简便，过程简单，本发明制得的材料可以应用于运输、建筑、军事等领域，具有防震、缓和冲击、绝热、隔音等作用。
【专利说明】一种吸声橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于功能材料领域，具体涉及一种吸声橡胶复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] CN200810056409.X本发明渉及一种橡胶压电陶瓷阻尼减振材料及其制备方法。通 过橡胶本身具有的粘弹性，结合压电陶瓷的压电性能，利用橡胶加工及极化的方法，制备出 橡胶压电陶瓷复合材料。该方法使得陶瓷均匀地分散在橡胶中，很好地解决了陶瓷与橡胶 的界面结合，所得到的复合材料结构致密、分散均匀。该材料存在的不足之处是吸声性能较 低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种吸声橡胶复合材料，具有吸声性 能高的特点。
[0004] 本发明的另一目的是提供一种吸声橡胶复合材料制备方法，该制备方法工艺简 单，生产成本低，适于工业化生产。
[0005] 本发明技术方案如下： 一种吸声橡胶复合材料，该材料中各成份的重量百分比为：钾长石1-4%，氧化锌 1-4%，硫磺0.5-0. 8%，硬脂酸1-3%,聚丙烯石膏混合体18-21%，促进剂2、2'_二硫代二苯 并噻唑0. 1-0. 3%，碳黑3-6%，其余为异戊橡胶。
[0006] 所沭聚丙烯石膏混合体由聚丙烯塑料和石膏桉重量比10 :1-1. 5混合而成。
[0007] 所述石膏为β型半水石膏，分子式为CaS04 · 1/2H20。
[0008] 所述钾长石中各成份的重量百分比为：A1203 18-20%，K20 13-15%，其余为Si02。
[0009] 所述的吸声橡胶复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： (1) 石膏的准备 取上述成份的石膏，研磨成粒径30-50微米的石膏粉体，备用； (2) 聚丙烯塑料的制各 将聚丙烯塑料加热到165-172?得到旱焙融杰的聚丙烯塑料，各用; (3) 制各聚丙烯石膏混合体 按重量比将步骤（1)所得石膏粉体加入到步骤（2)所得熔融态的聚丙烯塑料中， 并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚丙烯石膏混合体;然后将聚丙烯石膏混合体放 入-17(T-180°C液氮池中的液氮上部空间，再保温10-15分钟，然后取出碎化，碎化后的遺 丙烯石膏混合体的粉体,粒径为90-120微米； (4) 制备吸声橡胶复合材料 按上述重量比取聚丙烯石膏混合体和异戊橡胶在炼胶机上混炼，炼胶机转子的转 速为42-46r/min ;混炼10-15分钟后，按上述重量比加入钾长石、氧化锌、硬脂酸、促进 剂2、2' -二硫代二苯并噻唑和碳黑，继续混炼10-15分钟，得到胶料；然后取上述重量比 硫磺与胶料混炼10-15分钟，得到混炼胶；再将混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为 150-160°C，硫化25-35分钟后得到吸声橡胶复合材料。
[0010] 所述的吸声橡胶复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（4)中混炼温度均为 70-85。。。
[0011] 本发明的有益效果： 本发明中碳黑为补强剂，硫磺为硫化剂，硬脂酸钠可以促进硫化，钾长石为填料，氧化 锌为硫化活性剂，2、2'_二硫代二苯并噻唑为促进剂，异戊橡胶形成基体。本发明中聚丙烯 有较高的熔化温度和抗张强度，石膏轻而具有很好的声音衰减能力，因此聚丙烯石膏混合 体不仅具有优良的力学性能，而且具有十分优越的吸声作用。
[0012] 本发明制备中，没有使用稀贵材料，所取原料成本降低，采用废料做原料，制备工 艺简便，过程简单，本发明制得的材料可以应用于运输、建筑、军事等领域，具有防震、缓和 冲击、绝热、隔音等作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实施例一制备的吸声橡胶复合材料的组织图。
[0014] 由图可见，组织均匀致密。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明作进一步描述：石膏为β型半水石膏，分子式为 CaS04· 1/2Η20;钾长石中各成份的重量百分比为：Α1203 18-20%，Κ20 13-15%，其余为Si02。
[0016] 实施例一： 本发明吸声橡胶复合材料，其制备方法如下： (1) 石膏的准备 取上述成份的石膏，研磨成粒径30-50微米的石膏粉体，备用； (2) 聚丙烯塑料的制各 将聚丙烯塑料加热到165°C得到旱熔融杰的聚丙烯塑料，备用; (3) 制各聚丙烯石膏混合体 按重量比1 :1〇将步骤（1)所得石膏粉体加入到步骤（2)所得熔融态的聚丙烯塑料 中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚丙烯石膏混合体;然后将聚丙烯石膏混合体放 入-170°C液氮池中的液氮上部空间，再保温10分钟，然后取出碎化,碎化后的聚丙烯石膏 混合体的粉体，粒径为90-120微米； (4) 制备吸声橡胶复合材料 取聚丙烯石膏混合18%和异戊橡胶混炼，炼胶机转子的转速为42r/min，混炼10分钟 后，加入钾长石1%、氧化锌1%、硬脂酸1%、促进剂2、2' -二硫代二苯并噻唑0. 1%和碳黑3%， 继续混炼10分钟，得到胶料；然后取硫磺0. 5%与胶料混炼10分钟，得到混炼胶；再将混炼 胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为150°C，硫化25分钟后得到吸声橡胶复合材料，三次 混炼的混炼温度均为70°C。
[0017] 实施例二： 本发明吸声橡胶复合材料，其制备方法如下： (1) 石膏的准备 取上述成份的石膏，研磨成粒径30-50微米的石膏粉体，备用； (2) 聚丙烯塑料的制各 将聚丙烯塑料加热到170°C得到旱熔融杰的聚丙烯塑料，备用; (3) 制各聚丙烯石膏混合体 按重量比1. 2 :10将步骤（1)所得石膏粉体加入到步骤（2)所得熔融杰的聚丙烯塑料 中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚丙烯石膏混合体：然后将聚丙烯石膏混合体放 入-175°C液氮池中的液氮上部空间，再保温13分钟，然后取出碎化,碎化后的聚丙烯石膏 混合体的粉体，粒径为90-120微米； (4) 制备吸声橡胶复合材料 取聚丙烯石膏混合体20%和异戊橡胶混炼，炼胶机转子的转速为44r/min，混炼13分钟 后，加入钾长石2%、氧化锌2%、硬脂酸2%、促进剂2、2' -二硫代二苯并噻唑0. 2%和碳黑5%， 继续混炼13分钟，得到胶料；然后取硫磺0. 7%与胶料混炼13分钟，得到混炼胶；再将混炼 胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为155 °C，硫化30分钟后得到吸声橡胶复合材料，三次 混炼的混炼温度均为75°C。
[0018] 实施例三： 本发明吸声橡胶复合材料，其制备方法如下： (1) 石膏的准备 取上述成份的石膏，研磨成粒径30-50微米的石膏粉体，备用； (2) 聚丙烯塑料的制各 将聚丙烯塑料加热到172°C得到旱熔融杰的聚丙烯塑料，备用; (3) 制各聚丙烯石膏混合体 按重量比1. 5 :10将步骤（1)所得石膏粉体加入到步骤（2)所得熔融杰的聚丙烯塑料 中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚丙烯石膏混合体：然后将聚丙烯石膏混合体放 入-180°C液氮池中的液氮上部空间，再保温15分钟，然后取出碎化,碎化后的聚丙烯石膏 混合体的粉体，粒径为90-120微米； (4) 制备吸声橡胶复合材料 取聚丙烯石膏混合体21%和异戊橡胶混炼,炼胶机转子的转速为46r/min，混炼15分钟 后，加入钾长石4%、氧化锌4%、硬脂酸3%、促进剂2、2' -二硫代二苯并噻唑0. 3%和碳黑6%， 继续混炼15分钟，得到胶料；然后取硫磺0. 8%与胶料混炼15分钟，得到混炼胶；再将混炼 胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为160 °C，硫化35分钟后得到吸声橡胶复合材料，三次 混炼的混炼温度均为85°C。
[0019] 实施例四：（步骤（4)中成份配比不在本发明设计比例范围内） 本发明吸声橡胶复合材料，其制备方法如下： 步骤（1)- (3)同实施例三中的步骤（1)- (3)。
[0020] (4)制备吸声橡胶复合材料 取聚丙烯石膏混合体16%和异戊橡胶混炼，炼胶机转子的转速为40r/min，混炼8分钟 后，加入钾长石0. 5%、氧化锌0. 5%、硬脂酸0. 5%、促进剂2、2' -二硫代二苯并噻唑0. 05%和 碳黑1%，继续混炼8分钟，得到胶料；然后取硫磺0. 3%与胶料混炼8分钟，得到混炼胶；再将 混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为130 °C，硫化20分钟后得到吸声橡胶复合材料， 三次混炼的混炼温度均为60°C。
[0021] 实施例五：（步骤（4)中成份配比不在本发明设计比例范围内） 本发明吸声橡胶复合材料，其制备方法如下： 步骤（1)- (3)同实施例三中的步骤（1)- (3)。
[0022] (4)制备吸声橡胶复合材料 取聚丙烯石膏混合体25%和异戊橡胶混炼，炼胶机转子的转速为50r/min，混炼20分钟 后，加入钾长石6%、氧化锌6%、硬脂酸5%、促进剂2、2' -二硫代二苯并噻唑0. 6%和碳黑8%， 继续混炼20分钟，得到胶料；然后取硫磺1. 2%与胶料混炼17分钟，得到混炼胶；再将混炼 胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为170°C，硫化40分钟后得到吸声橡胶复合材料，三次混 炼的混炼温度均为l〇〇°C。
[0023] 表一
【权利要求】
1. 一种吸声橡胶复合材料，其特征是：该材料中各成份的重量百分比为：钾长石 1-4%，氧化锌1-4%，硫磺0.5-0. 8%，硬脂酸1-3%，聚丙烯石膏混合体18-21%，促进剂2、 2' -二硫代二苯并噻唑0. 1-0. 3%，碳黑3-6%，其余为异戊橡胶。
2. 根据权利要求1所述吸声橡胶复合材料，其特征是：所述聚丙烯石膏混合体由聚丙 烯塑料和石膏按重量比10 :1-1. 5混合而成。
3. 根据权利要求2所述吸声橡胶复合材料，其特征是：所述石膏为β型半水石膏，分 子式为 CaS04 · 1/2Η20。
4. 根据权利要求1所述吸声橡胶复合材料，其特征是：所述钾长石中各成份的重量百 分比为：Α1203 18-20%，Κ20 13-15%，其余为 Si02。
5. 权利要求1所述的吸声橡胶复合材料的制备方法，其特征是：该方法包括以下步 骤： 石膏的准备 取上述成份的石膏，研磨成粒径30-50微米的石膏粉体，备用； 聚丙烯塑料的制备 将聚丙烯塑料加热到165-172?得到呈熔融态的聚丙烯塑料，备用； 制备聚丙烯石膏混合体 按重量比将步骤（1)所得石膏粉体加入到步骤（2)所得熔融态的聚丙烯塑料中， 并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚丙烯石膏混合体；然后将聚丙烯石膏混合体放 入-17(T-180°C液氮池中的液氮上部空间，再保温10-15分钟，然后取出碎化，碎化后的聚 丙烯石膏混合体的粉体，粒径为90-120微米； 制备吸声橡胶复合材料 按上述重量比取聚丙烯石膏混合体和异戊橡胶在炼胶机上混炼，炼胶机转子的转 速为42-46r/min ;混炼10-15分钟后，按上述重量比加入钾长石、氧化锌、硬脂酸、促进 剂2、2' -二硫代二苯并噻唑和碳黑，继续混炼10-15分钟，得到胶料；然后取上述重量比 硫磺与胶料混炼10-15分钟，得到混炼胶；再将混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度为 150-160°C，硫化25-35分钟后得到吸声橡胶复合材料。
6. 权利要求5所述的吸声橡胶复合材料的制备方法，其特征是：所述步骤（4)中混炼温 度均为70-85°C。
【文档编号】C08K5/092GK104194082SQ201410411038
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】王玲, 赵浩峰, 陈文兵, 徐小雪, 雷霆, 宋超, 王冰, 潘子云, 曹燕子, 赵佳玉, 谢艳春, 龚国庆, 何晓蕾, 柯维雄, 陆阳平, 裴李娜, 赵圣哲, 郑泽昌 申请人:南京信息工程大学