本发明涉及一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料、制备方法及其应用，所制备的新型橡胶复合材料可用于汽车、房屋、桥梁、建筑等领域的高阻尼隔震橡胶材料，属于橡胶复合材料制备技术领域。
背景技术：
阻尼材料能够将机械振动能转变为热能而耗散的材料，从而达到减震降噪的作用。目前在各种机械设备和装置上应用广泛，尤其是在汽车、桥梁的梁体与墩台连接处的隔震支座、地震防护用的隔震橡胶支座等领域，都需要材料具有高阻尼性能。高阻尼橡胶是阻尼材料新发展起来的新型高阻尼材料，主要是利用高分子的黏弹滞后性吸收外界的振动。评价一种材料阻尼大小的标准是阻尼因子(tanδ)，要求高阻尼材料的阻尼因子tanδ>0.3，才能起到吸收震动波能量的作用。高阻尼橡胶的工作区在玻璃化转变温度区，tanδ>0.3对应的温度范围是橡胶作为阻尼材料的功能区。一般情况下，功能区的温域越宽，tanδ值越高，阻尼效果越好。但是大多数橡胶的功能区较窄，尤其高低温区，其低温阻尼性能较差，-10℃左右时其阻尼因子tanδ已小于0.3，无法满足某些地区冬季使用的要求，在工程领域内的应用受到了局限。因此，研发损耗因子大，且有效阻尼温域宽的高性能橡胶阻尼材料成为该领域中亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明要解决的一个技术问题是要提供一种能在高、低温下具有高阻尼性的新型橡胶复合材料，既要保持橡胶基体的高综合力学性能的同时，又要赋予其较高的阻尼性。本发明所涉及的一种羧基丁腈系高阻尼隔震橡胶复合材料及制备的方法，选用高拉伸强度的羧基丁腈橡胶为基体，来满足橡胶支架底座的高强度的要求；选用滑动接枝聚合物(sgc)作为高阻尼相，提高橡胶的宽温域高阻尼的性能。通过动态反应性共混及简单机械共混相结合的方式，以制备具有高阻尼性，高机械性能的隔震橡胶复合材料。
本发明的目的是提供一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，能够在高低温下具有高阻尼性。
本发明的第二个目的是提供一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料的制备方法，能够制备高阻尼隔震橡胶。
本发明的第三个目的是提供新型高阻尼隔震橡胶复合材料在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中的应用。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
本发明所涉及的一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，包括如组分及份数：
所述的份为质量份数。
作为上述方案的进一步说明，所述的基体橡胶为羧基丁腈橡胶；所述的高阻尼相为滑动接枝聚合物。
作为上述方案的进一步说明，所述的滑动接枝聚合物质量份数为20份。
作为上述方案的进一步说明，所述的硫化剂ⅰ是带有异氰酸酯基的化合物；所述的硫化剂ⅱ是过氧化二异丙苯。
作为上述方案的进一步说明，所述的异氰酸酯基的化合物为亚苯基二异氰酸酯(tdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(mdi)或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)。
本发明所涉及的新型高阻尼隔震橡胶复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、在室温下，将基体橡胶在开炼机中塑炼，然后加入设定质量份数的高阻尼相混合均匀，再加入活化剂、促进剂、防老剂制成混炼胶；
步骤二、将步骤一所制得的混炼胶转至密炼机中共混，再加入硫化剂ⅰ，让高阻尼相在基体橡胶中动态硫化，使高阻尼相边交联边破碎，形成的交联高阻尼相粒子分散在基体腈橡胶中；
步骤三、将步骤二处理后的混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱ，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中进行硫化。
作为上述方案的进一步说明，步骤二中，混炼胶在密炼机中，在80rpm转速、120℃条件下共混1min后，加入硫化剂ⅰ，让高阻尼相在基体橡胶中动态硫化5min。
作为上述方案的进一步说明，步骤三中，所述硫化的硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化15min。
本发明所涉及的新型高阻尼隔震橡胶复合材料在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中的应用。
本发明的有益效果：本发明所涉及的一种新型高阻尼隔震橡胶复合材料，采用羧基丁腈橡胶作为基体橡胶材料，滑动接枝聚合物作为高阻尼相，通过添加硫化剂、促进剂、活化剂和防老剂等添加剂的添加量的控制，从而获得本发明具有高阻尼因子，有效阻尼温域宽，阻尼减振性能和机械力学强度均不会随着温度的改变而下降。高阻尼特性(tanδ≧0.3)的温度可低至-43.5℃，使得本发明所制得的新型高阻尼隔震橡胶可用在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中。
附图说明
图1：对比例和实施例4、实施例10所制备的橡胶材料阻尼曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。但本发明不限于这些实施例，还包括本领域技术人员在本发明公开范围内，做出的相应改变。实施例中所使用的高阻尼相为滑动接枝聚合物sgc，但不限于此；滑动接枝聚合物质量分数10-30质量份，但不限于此比例；所使用的羧基丁腈橡胶购买于日本立邦公司，牌号230s；所使用的滑动接枝聚合物购于天津微瑞超分子科技有限公司，商品代码为a1000，cas.no928045-45-8。
对比例1为纯羧基丁腈橡胶空白对照样；实施例1、2、3、4、5中羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比分别为95/5，90/10,85/15,80/20,70/30的变量，硫化剂ⅰ为4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)用量为5份下，硫化剂ⅱdcp用量在仅为为1、2.5、3份；实施例6、7、8中羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比80/20下，硫化剂ⅱ过氧化二异丙苯(dcp)用量在2.5、3份，硫化剂ⅰ种类分别为mdi，tdi和hdi的变量；实施例9、10、11分别为羧基丁腈橡胶/滑动接枝聚合物质量比80/20下，硫化剂ⅰ为hmdi2份，硫化剂ⅱ为dcp下，hmdi用量分别为10、15、25份的变量。
对比例1
在室温下，将羧基丁腈橡胶100g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促进剂四甲基秋兰姆二硫化物(简称：促tmtd)1g，促进剂n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(简称：促cz)1g，促进剂乙撑硫脲(促na-22)1g，防老剂n-异丙基-n’-苯基对苯二胺(简称：防4010na)3g，硫化剂ⅱ氧化二异丙苯(dcp)3g混炼均匀，制备成混炼胶；静置12小时后，在平板硫化机上硫化12分钟，硫化温度为160℃，压力为10mpa，得到羧基丁腈胶片。
实施例1
(1)在室温下，将xnbr95g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入5gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促tmtd1g，促cz1g，促na-221g，防4010na3g。
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰ4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中。
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp3g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min，即可制得。
实施例2
(1)在室温下，将xnbr90g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入10gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促tmtd1g，促cz1g，促na-221g，防4010na3g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp3g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例3
(1)在室温下，将xnbr85g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入15gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌2g，活化剂硬脂酸2g，促tmtd1g，促cz1g，促na-221g，防4010na2.5g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2.5g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例4
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-220.5g，防4010na2g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2.5g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例5
(1)在室温下，将xnbr70g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入30gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd0.4g，促cz0.3g，促na-220.3g，防4010na1g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp1g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
对比例和实施例1至5所制得的新型高阻尼隔震橡胶复合材料的检测结果见表1，加入高阻尼相sgc的橡胶复合材料定伸强度减小，断裂伸长率增大；该橡胶复合材料的拉伸强度>10mpa，断裂伸长率>500％，满足减震支座用橡胶材料的力学性能要求。高阻尼相sgc的加入对该橡胶复合材料的阻尼有明显的提高作用。随着sgc质量份数的增加，损耗因子tanδ>0.3的温度范围逐渐增大，并且低温区域增加幅度较大，意味着其具有优异的阻尼减震功能，尤其适合在低温下使用。
表1：对比例1和实施例1、2、3、4、5所制备橡胶材料性能表
实施例6
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-220.5g，防4010na2g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰ甲苯-2,4-二异氰酸酯(mdi)5g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2.5g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例7
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-220.5g，防4010na2.5g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰ亚苯基二异氰酸酯(tdi)15g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2.5g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例8
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-220.5g，防4010na2.5g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰ六亚甲基二异氰酸酯(hdi)20g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2.5g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例6、7、8所制得的高阻尼橡胶材料的检测结果见表2。
表2：实施例6、7、8所制备橡胶材料性能表
实施例9
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-22为0.5g，防4010na为2g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi10g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例10
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-22为0.5g，防4010na0.9g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂hmdi15g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例11
(1)在室温下，将xnbr80g在开炼机上塑炼1分钟，然后包辊；加入20gsgc混炼1min，依次加入活化剂氧化锌1.5g，活化剂硬脂酸1.5g，促tmtd1g，促cz0.5g，促na-220.5g，防4010na2g；
(2)将xnbr和sgc的混炼胶转至密炼机中，在80rpm转速，120℃下共混1min后，加入硫化剂ⅰhmdi20g，让sgc在xnbr基体中动态硫化5min，使sgc边交联边破碎，形成的交联sgc粒子分散在xnbr基体中；
(3)再将此混炼胶移至开炼机中加入硫化剂ⅱdcp2g，薄通后出片，静置后在平板硫化仪中将xnbr进行硫化。硫化温度为160℃，压力为10mpa，硫化12min。
实施例9、10、11所制备的高阻尼橡胶材料的检测结构见表3。
表3：实施例9、10、11所制备橡胶材料性能表
通过对实施例1至11所制得的新型高阻尼隔震橡胶复合材料检测结果的分析可知，首先在拉伸强度、断裂伸长率等方面满足了隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中应用关于物理力学性能的要求；阻尼因子tanδ≧0.3的温度最低可达到-43.5℃，能够满足所制得的新型高阻尼橡胶复合材料在隔震橡胶支座、汽车减震器、桥梁防震支座领域中应用对于低温阻尼性能的要求。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。