一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶及其制备方法与流程

本发明涉及硅橡胶阻尼材料，尤其涉及一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶及其制备方法。

背景技术：

1、航天飞行器以及负载机械设备在运行过程中不可避免的会产生振动和噪声，极大地影响了其运行寿命，因此为了控制此类因素对飞行器性能的影响，各种阻尼降噪材料以及技术应运而生。橡胶材料的独特的线性结构和侧链的有机基团赋予了其独特的柔性和粘弹性，能够在动态应力的作用下表现出应变响应滞后于应力的黏滞现象，从而可以吸收振动产生的机械能转化为热能，具备优异的阻尼减振的效果。其中硅橡胶的耐高低温性能宽温域的阻尼效果，可以很好的满足各种军用以及民用产品的服役环境温度需求，被广泛运用于航空航天以及一些精密仪器中的阻尼材料。

2、为了拓宽硅橡胶阻尼材料的应用范围，目前研究人员通常会采用某些手段对硅橡胶进行改性，但是无论是改变侧链基团以及共聚改性的手段都存在合成工艺复杂的问题，例如将甲基乙烯基硅橡胶中引入苯基，虽然能够提升一定的阻尼效果，但是成本较高，不适用于产业化应用。另外通过尝试添加高比表面积无机填料，增加硅橡胶分子链与填料之间的啮合作用的手段则存在填料分散不均匀的问题，会降低橡胶产品的力学性能。

技术实现思路

1、基于以上所述，本发明的目的在于提供一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶及其制备方法，增强硅橡胶的阻尼性能和力学性能。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶,包括以下重量份的组分：

4、khcd粉末8～10份、

5、乙醇24～50份、

6、气相白炭黑30～50份、

7、甲基乙烯基硅胶100份、

8、结构控制剂5～10份、

9、有机补强剂5～10份、

10、硅烷偶联剂3～5份、

11、色母1～2份、

12、硫化剂0.8～1.2份。

13、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的优选方案，所述khcd粉末为硅烷偶联剂改性的β环糊精，具体结构如下：

14、

15、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的优选方案，所述结构控制剂包括羟基硅油，所述有机补强剂包括dk4纳米有机蒙脱土，所述硅烷偶联剂包括kh550、k560、kh570、hdms中的一种，所述色母包括铁红色母膏，所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-双叔丁基过氧基己烷。

16、一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

17、将khcd粉末分散在乙醇中，得到khcd的分散液，将气相白炭黑与所述khcd的分散液预混合，预混合后烘干保存，得到粉体混合物；

18、将甲基乙烯基硅胶与结构控制剂混炼，再与所述粉体混合物混炼，依次加入有机补强剂、硅烷偶联剂、色母和硫化剂混炼均匀，得到混炼胶；

19、将所述混炼胶硫化，制备标准试样；再将所述标准试样二段硫化得到阻尼硅橡胶。

20、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法的优选方案，所述粉体混合物分五次加入混炼，每次加入所述粉体混合物后，打卷薄通5～8次后包辊继续加料。

21、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法的优选方案，所述预混合过程中，搅拌速度为，800～1000r/min，混合时间为30～60min。

22、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法的优选方案，所述预混合后烘干过程中，温度为80～100℃，时间为2～4h。

23、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法的优选方案，所述混炼过程中，双辊开炼机左右滚筒间隙为0.5mm，频率为20～30hz，双辊温度为20～30℃。

24、作为一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法的优选方案，所述硫化过程中，平板模压温度预设为170℃，7mpa，模压成型时间为正硫化时间；所述二段硫化过程中，温度为200℃，时间为4h。

25、本发明的有益效果为：

26、本发提供一种新型的阻尼硅橡胶配方，利用硅烷偶联剂改性的β环糊精(β-cd)做填料，加入甲基乙烯基硅橡胶配方中，提高甲基乙烯基硅橡胶的阻尼性能并且对橡胶力学性能具有增强效果，其中硅烷偶联剂能够对硅橡胶的填料起到一种增强作用，将改性后的环糊精可作为一个整体，增强环糊精对硅橡胶的相容性，并且利用超分子的作用对振动过程中产生的应力起到损耗作用，增强阻尼性。

27、该方法制备的阻尼硅橡胶可利用环糊精的多羟基的结构特点，提供与硅胶硅氧烷高分子链以及与其他填料的氢键作用，利用形变过程中环糊精较大的空间位阻带来的分子内摩擦协同氢键的断裂与键合消耗掉振动产生的机械能，从而提高甲基乙烯基硅橡胶的阻尼性能并且起到对橡胶力学性能的增强效果。

28、本发明将对高分子的修饰更改为大分子填料的改性，不仅降低了工业生产的复杂性，并且环保性增强，避免了很多高分子链合成过程中的生产废物的产生，并且成本较低，操作简单。

技术特征：

1.一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶，其特征在于，所述khcd粉末为硅烷偶联剂改性的β环糊精。

3.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶，其特征在于，所述结构控制剂包括羟基硅油，所述有机补强剂包括dk4纳米有机蒙脱土，所述硅烷偶联剂包括kh550、k560、kh570、hdms中的一种，所述色母包括铁红色母膏，所述硫化剂包括2,5-二甲基-2,5-双叔丁基过氧基己烷。

4.一种如权利要求1、2或3所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述粉体混合物分五次加入混炼，每次加入所述粉体混合物后，打卷薄通5～8次后包辊继续加入。

6.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述预混合过程中，搅拌速度为，800～1000r/min，混合时间为30～60min。

7.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述预混合后烘干过程中，温度为80～100℃，时间为2～4h。

8.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述混炼过程中，双辊开炼机左右滚筒间隙为0.5～1mm，频率为20～30hz，双辊温度为20～30℃。

9.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述硫化过程中，平板模压温度预设为170℃，7mpa，模压成型时间为正硫化时间。

10.根据权利要求1所述的改性环糊精增强的阻尼硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述二段硫化过程中，温度为200℃，时间为4h。

技术总结
本发明涉及硅橡胶阻尼材料技术领域，公开一种改性环糊精增强的阻尼硅橡胶及其制备方法。包括以下步骤：将KHCD粉末分散在乙醇中，得到KHCD的分散液，将气相白炭黑与KHCD的分散液预混合，预混合后烘干保存，得到粉体混合物；将甲基乙烯基硅胶与结构控制剂混炼，再与粉体混合物混炼，依次加入有机补强剂、硅烷偶联剂、色母和硫化剂混炼均匀，得到混炼胶；将混炼胶硫化，制备标准试样；再将标准试样二段硫化得到阻尼硅橡胶。本发明制备的阻尼硅橡胶具有优异的阻尼性能和力学性能，并且本操作简单，成本较低，可有效解决降低工业生产的复杂性，增强环保性。

技术研发人员：秦月秀,范骁,王芳,何志豪,杨铭阳
受保护的技术使用者：航天科工（长沙）新材料研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10