C/min的速率升高到550°C保温60min，再以 5°C/min的速率升高到1270°C保温150min，随炉冷却；橡胶混炼条件：30°C左右下开炼，逐 步加入硬脂酸、氧化锌、防老剂、炭黑和压电陶瓷粉体，混炼lOmin以保证混合均匀，最后再 加入ZnO及硫化助剂，混炼5min，薄通几次后下片；硫化条件为：温度为160?170°C，压力： 15?20MPa，时间为18?22分钟。
[0027] 有益效果：通过采用以上技术方案，可以达到下列技术效果：提供了一种用于轨 道交通减振的橡胶基压电阻尼复合材料，使用目前最高性能压电陶瓷功能相；制备的压 电陶瓷颗粒具有较窄的粒度分布（0.5?0.6 ym)，加入压电相可以提高复合阻尼材料 的玻璃转化温度Tg(提高了 0.7?4.4°C )，拓宽了其有效温域（拓宽了 0.4?5. 1°C ) (tg 8多0.3)，最大损耗因子tg 8高达0.84501，提高了复合材料的热机械稳定性，可作为 自由阻尼材料在工程中应用。橡胶基压电复合材料是一种智能材料，还可在智能减振降噪 系统得到应用。本发明可广泛应用于道路路面工程、桥梁、交通工具、产业机械、建筑土木、 家用电器、精密仪器和军事装备等领域的减振降噪工程，产生良好的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例5所得样品的X射线衍射图谱；
[0029]图2为本发明实施例1所用陶瓷粉的粒度分析；
[0030] 图3为实施例1?8的阻尼温域和最大损耗随PZT掺加量的变化；
[0031] 图4为实施例8的阻尼温域和最大阻尼损耗随频率的变化曲线。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的解释。下列实施例仅用于说明本发 明，但并不用来限定发明的实施范围。
[0033] 实施例1
[0034] 步骤1、压电陶瓷粉的制备：将PbZrJihOjPZT)的粉末原料以3°C /min的速率升 高到550°C保温60min，再以5°C /min的速率升高到1270°C保温150min，随炉冷后取出PZT 陶瓷粉，研磨2h，得到100?300nm的粉末；
[0035] 步骤2、三元乙丙橡胶基压电阻尼复合材料的制备：
[0036]A.塑炼：将三元乙丙橡胶基体100份放入开放式炼胶机中进行塑炼，双辊温度 40°C，按照要求将橡胶划成块状，再卷绕成卷子，塑炼5分钟。
[0037] B.混炼：将上述卷子放入开炼机中混炼；
[0038] 再在所述开炼机中放入小料混炼；所述小料包括：SA(硬脂酸）1份、ZnO(氧化 锌）5份、防老剂4010NA (N-苯基-N' -基对苯二胺）1份、补强剂N330炭黑54份、导电乙炔 黑6份；
[0039] 放入干燥好的PZT陶瓷粉20份混炼；保持双辊温度50°C，混炼10分钟；
[0040] 再放入剩余的小料及交联剂；所述小料包括：促进剂CZ(N-环己基-2-并噻唑次 磺酰）2份、TT (二硫化二苯并噻唑）1. 5份；交联剂包括DCP (过氧化二异丙苯）3. 5份、S (硫 磺）〇. 5份。保持双辊温度60°C，混炼5分钟，使橡胶助剂及压电陶瓷粉末在橡胶中混合均 匀，薄通5次后下片。
[0041] C.硫化：将上述胶片停放24小时后，将平板硫化机预热至160?170°C，将混炼胶 片放入平板硫化机的磨具中，加压至15?20MPa，保温保压20分钟，从平板硫化机中取出硫 化好的压电复合材料，随后放置于温度23°C、湿度50%的环境中。
[0042] 单位为重量份。
[0043] 经过上述步骤，得到所述的用于轨道交通减振的橡胶基压电阻尼复合材料。
[0044] 实施例2?8的配方见表1，压电复合材料的阻尼性能见表2。
[0045] 表1为实施例2?8配方（质量份）
[0046] 表1实施例2?8配方
[0047]
【主权项】
1. 一种橡胶基压电阻尼复合材料，其特征在于该材料以质量份计，三元乙丙橡胶100 份、压电陶瓷粉末PZT 20?140份、导电相0. 001?2份。
2. 根据权利要求1所述的一种橡胶基压电阻尼复合材料，其特征在于所述的压电陶瓷 粉末PZT为Pb (ZrxTi1J 03陶瓷粉末，陶瓷粉粒径集中在100?300nm。
3. 根据权利要求1所述的一种橡胶基压电阻尼复合材料，其特征在于所述的导电相采 用炭黑的一种或几种混和物。
4. 根据权利要求1所述的一种橡胶基压电阻尼复合材料，其特征在于所述的三元乙丙 橡胶为乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物；其乙烯、丙烯体积比为50/50?80/20,非 共轭二烯烃占所述橡胶总重量的2%?10%。
5. -种如权利要求1所述的橡胶基压电阻尼复合材料的制备方法，其特征在于该方法 包括以下步骤： 1) 压电陶瓷粉末PZT的制备：将PbZrxIVxO3的粉末原料以30°C /min的速率升高到 550°C保温60min，再以5°C /min的速率升高到1270°C保温150min，随炉冷后取出PZT粉， 研磨2h，得到100?300nm的压电陶瓷PZT粉末； 2) 三元乙丙橡胶基压电阻尼复合材料的制备： A. 塑炼：按重量份将三元乙丙橡胶基体100份放入开放式炼胶机中进行塑炼，双辊温 度40°C，按照要求将橡胶划成块状，再卷绕成卷子，塑炼5分钟； B. 混炼：将上述卷子放入开炼机中混炼； 再在所述开炼机中放入小料混炼；所述小料包括：硬脂酸SA 1份、ZnO 5份、防老剂 N-苯基-Ν' -基对苯二胺1份、补强剂N330炭黑54份、导电乙炔黑6份； 放入干燥好的PZT陶瓷粉0. 001?140份混炼；保持双辊温度50°C，混炼10分钟； 再放入剩余的小料及交联剂；所述小料包括：促进剂N-环己基-2-并噻唑次磺酰2份、 二硫化二苯并噻唑1. 5份；交联剂包括过氧化二异丙苯3. 5份、硫磺0. 5份。保持双辊温度 60°C，混炼5分钟，使橡胶助剂及压电陶瓷粉末在橡胶中混合均匀，薄通5次后下片； C. 硫化：将上述胶片停放18?30小时后，将平板硫化机预热至160?170°C，将混炼 胶片放入平板硫化机的磨具中，加压至15?20MPa，保温保压18?22分钟，从平板硫化机 中取出硫化好的压电复合材料，随后放置于温度23°C、湿度50%的环境中。
【专利摘要】本发明公开了一种用于轨道交通减振的橡胶基压电阻尼复合材料及其制备方法，其组分包括：三元乙丙橡胶和压电相、导电相，其质量百分比为：100:20～140:6；其制备过程包括：压电陶瓷粉体的制备，与三元乙丙橡胶、导电相混炼，然后硫化成型等步骤，其在宽温域-30℃～2℃内阻尼性能好(tanδ≥0.3)，可作为阻尼材料在工程中应用，用于轨道交通、建筑土木和军事装备等领域的减振降噪工程。其制备方法操作简单，产品性能稳定，可靠性高，经济效益好，适用于工业化生产。
【IPC分类】C08K5-47, C08K3-22, C08K3-04, C08K3-18, C08K5-18, C08K5-09, C08L23-16, C08K5-14, B29C35-02, C08K13-02, C08K3-06
【公开号】CN104592647
【申请号】CN201510007748
【发明人】蒋金洋, 阎奕汝, 王欢欢, 王增梅
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月7日