[發明專利]共聚型高性能阻尼硅橡膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201110007697.1
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102181056A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 黃光速;鄭靜;葉林銘;謝志堅
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G77/20
• 分類號: C08G77/20;C08G77/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種共聚型高性能阻尼硅橡膠及其制備方法，屬于功能高分子材料領域。

背景技術

硅橡膠是一種在寬溫域或寬頻率下具有一定力學性能，優越耐熱性、耐寒性、耐候性、耐臭氧、耐輻射的特種橡膠材料，廣泛應用于航空航天、精密儀器，機械設備及國家安全等尖端科技領域中。與聚氨酯，聚丙烯酸酯橡膠和丁基橡膠等其他材料相比，普通甲基乙烯基硅橡膠分子鏈結構對稱，側甲基數量雖多，但是體積小，空間位阻小，導致其阻尼損耗因子tanδ很小(在0.05～0.1)，為了提高硅橡膠的阻尼性能，必須對普通甲基乙烯基硅橡膠進行改進，以滿足體系減振降噪的苛刻要求。

日本專利JP5859261，采用100份硅橡膠與70份氯丁橡膠共混，填充50份白炭黑，采用過氧化物硫化制得在0℃～50℃范圍內有良好減振性和粘合性能的材料，然而由于兩種組分的相容性較差、硫化速率不匹配、丁基橡膠耐熱性差等因素使得此種復合阻尼材料的有效阻尼減振溫域較窄。美國專利US5624763，將有機硅與丙烯酸酯橡膠共混制得的復合材料的阻尼性能在-50℃～250℃內得到一定的提高。然而由于丙烯酸酯橡膠的耐寒性較差，且與硅橡膠的相容性較差，顯著影響了有機硅復合阻尼材料的耐低溫性能。而硅橡膠與其他共聚物或齊聚物共混，特別是通過共混加入俗稱為“阻尼劑”的齊聚物，隨著時間推移，這些共混組分將與硅橡膠發生相分離，向表面遷移使阻尼橡膠性能劣化。

日本專利JP?200247415以碳酸鈣、玻璃微珠等為填料，填充硅油、脂肪酸或其衍生物制備了有機硅阻尼材料，該材料具有優良的阻尼性能，且阻尼性能對溫度的依賴性較小。日本專利JP?63297458采用云母、石墨填充硅橡膠制備了阻尼材料，該材料的阻尼溫域較寬，在溫度250℃仍具有較好的阻尼性能，適用于汽車、火車等交通工具。雖然利用阻尼填料如玻璃微珠，石墨或云母等對硅橡膠進行填充，可以有效地提高其阻尼性能，但由于這些填料并非硅橡膠的主流填料，如果用量過大則可能對硅橡膠補強效果產生負面影響，使制備出來的阻尼硅橡膠的硬度增大，力學強度降低。

與其他聚合物的單體共聚合無疑是大幅提高硅橡膠阻尼值最有效的手段之一。如姚占海以聚苯醚(PPO)為硬段、聚對羥基苯乙烯(PHS)為半硬段和聚二甲基硅氧烷(PDMS)為軟段，合成出PPO-PHS-PDMS三元嵌段共聚物，顯著提高了硅橡膠的阻尼值。但是該共聚物在?結構上卻已與硅橡膠大相徑庭，使得硅橡膠優異的耐高低溫性能隨之變差，且在使用溫度范圍內使橡膠材料的模量變化增大，不利于在寬溫域范圍內獲得穩定的阻尼性能。從易于實現工業化和獲得性能穩定的阻尼硅橡膠出發，由合成苯基硅橡膠制備阻尼硅橡膠是一條主流的技術路線。

發明內容

本發明針對現有技術的不足而提供一種共聚型高性能阻尼硅橡膠及其制備方法。其特點是通過共聚在甲基乙烯基硅氧烷鏈段中引入含有甲基苯基硅氧烷(PMPS)結構單元，二苯基硅氧烷(PDPS)結構單元和乙烯基硫化活性點(D^vi)，合成三元共聚的苯基硅橡膠。利用不同苯基硅氧烷多重鏈段松弛譜的疊加，使其形成比普通二元共聚的苯基硅橡膠阻尼值更高的阻尼硅橡膠。由于PMPS結構單元的嵌入，使三元共聚物上的苯基分布更加均勻，鏈段間弛豫和位阻效應更加匹配，從而獲得一種玻璃化轉變區的跨越溫度范圍寬和阻尼值較高的阻尼材料。

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述的原料分數除特殊說明外，均為摩爾份數。

共聚型高性能阻尼硅橡膠的結構式為：

n＝100，m＝1～50，p＝1～500，q＝0.001～1。

共聚型高性能阻尼硅橡膠的制備方法包括以下步驟：

(1)、甲基苯基二氯硅烷的提純

按重量份計，將工業級的甲基苯基二氯硅烷100份加入帶有攪拌器和溫度計的反應器中，`在溫度-3～12℃下，將水與乙腈按1∶2～4重量比配制混合溶液，在攪拌下滴入上述反應器內，待混合溶液滴加完畢后，維持攪拌1～2h，然后在溫度190-205℃蒸餾提純得到甲基苯基二氯硅烷液體，純度從35wt％提升到93.6～96.7wt％；

(2)、含甲基苯基硅氧烷的混合環體的制備