本发明属于高分子材料,具体涉及一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术:
1、随着现代工业的快速发展,震动和噪音已经成为各个领域的严重问题,它会降低操作精度,缩短产品寿命,影响产品质量和使用体验,尤其在新能源汽车行业中,汽车噪音大部分来源于胎噪和电机噪音,因此汽车厂对电机静音的要求及其严苛。而动态硫化热塑性弹性体的这种既有塑料又有橡胶的两相结构使得其在汽车隔音材料中的应用有着天然的优势。其中,动态硫化热塑性弹性体是通过少量塑料和橡胶在高温条件下熔融共混,然后经过动态硫化而得的高分子材料。在动态硫化前,塑料为分散相,橡胶为连续相;在动态硫化过程中,橡胶与硫化剂发生交联反应,同时在强剪切力的作用下被破碎成微小颗粒,均匀地分散在塑料体系中,最终形成以塑料为连续相,橡胶为分散相的类似海-岛两相结构的高分子材料。相较于单相结构而言,海-岛两相结构更有利于声波在材料内部传递,声波在穿过相界面时发生衰减,并且“岛”相的橡胶作为一种粘弹性吸声材料具有较高的粘滞性和阻尼特性,当入射声波在橡胶中传播时会引起大分子链段的热运动,从而将入射的声能衰减和吸收达到良好的隔音效果。但高频的震动和吸能会使橡胶相生热,从而严重影响零件的耐候和耐疲劳性能。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有技术中动态硫化热塑性弹性体应用于隔音材料时容易产生热量而导致其耐候和耐疲劳性能差的技术问题;提出了一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体及其制备方法,在保证动态硫化热塑性弹性体具备优异隔音以及机械性能的同时,有效提高其导热性能,减少因高频的震动和吸能而产生的热量,从而达到提高材料耐候和耐疲劳性能的技术效果。
2、本发明为达到上述目的,采用如下技术方案:
3、一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,包括如下重量份的组分:
4、
5、进一步的,所述橡胶是非充油epdm橡胶和/或充油epdm橡胶。
6、进一步的,所述高粘度聚丙烯为在230℃×2.16kg条件下熔融指数小于2.0g/10min的聚丙烯。
7、进一步的,所述高粘度矿物油为40℃条件下粘度大于80mm2/s的矿物油。
8、进一步的,所述导热填料为单层碳纳米管、多层碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
9、进一步的,所述高比重填料为纳米钛酸钡。
10、进一步的,所述催化剂为无水氯化亚锡、含结晶水氯化亚锡或含结晶水氯化锌中的一种;其中所述无水氯化亚锡、含结晶水氯化亚锡、含结晶水氯化锌的纯度大于99%。
11、进一步的,所述酚醛硫化剂为对叔丁基苯酚甲醛树脂或对叔辛基苯酚甲醛树脂中的一种;所述相容剂为sebs接枝马来酸酐或poe接枝马来酸酐中的一种;所述的分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种。
12、进一步的,所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述主抗氧剂的所述辅抗氧剂的质量比为1:(1~3);其中,所述主抗氧剂为受阻酚抗氧剂或受阻胺抗氧剂的一种;所述辅抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂、硫酯类抗氧剂、硫代二丙酸酯抗氧剂中的一种。
13、一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体的制备方法,包括如下步骤:
14、(1)按重量份称取橡胶、高粘度聚丙烯、高粘度矿物油、导热填料、高比重填料、催化剂、酚醛硫化剂、抗氧剂、相容剂和分散剂;
15、(2)将橡胶和高粘度矿物油放入密炼机中并在100℃~150℃的条件下密炼2~5分钟;
16、(3)向密炼机中加入导热填料、高比重填料、催化剂、抗氧剂、相容剂和分散剂,并在100℃~150℃的条件下继续密炼4~6分钟得预制料;
17、(4)将预制料放入单螺杆挤出机中进行混炼、磨面热切造粒,制得硫化母胶;
18、(5)将硫化母胶、高粘度聚丙烯和酚醛硫化剂混合均匀得混合料;
19、(6)将混合料放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒即可得导热隔音动态硫化热塑性弹性体。
20、本发明的有益效果是:
21、本发明通过添加高比例的导热填料和高比重填料能够有效的提高硫化弹性体的导热性能和隔音性能。其中,所述聚丙烯采用高粘度聚丙烯再配合高粘度矿物油能够有效的提高高填充量的填料在硫化体系中的相容性,使得导热填料和高比重填料更好的在体系中分散同时减少析出,从而充分发挥其功能性填充的效果,使得最终获得的动态硫化热塑性弹性体导热系数达8.0w/(m·k),阻尼损耗因子达tanδ0.7。
22、本发明通过优先将橡胶与高粘度矿物油进行密炼后在与导热填料、高比重填料等组分进行密炼制备硫化母胶,最后采用硫化母胶与高粘度聚丙烯进行动态硫化制备弹性体,能够进一步的改善高比重填料于橡胶相容性差以及高填充量的填料在硫化体系中分散性差的问题,从而有效保证动态硫化热塑性弹性体导热隔音性能的稳定性。
1.一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:包括如下重量份的组分:
2.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述橡胶是非充油epdm橡胶和/或充油epdm橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述高粘度聚丙烯为在230℃×2.16kg条件下熔融指数小于2.0g/10min的聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述高粘度矿物油为40℃条件下粘度大于80mm2/s的矿物油。
5.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述导热填料为单层碳纳米管、多层碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述高比重填料为纳米钛酸钡。
7.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述催化剂为无水氯化亚锡、含结晶水氯化亚锡或含结晶水氯化锌中的一种;其中所述无水氯化亚锡、含结晶水氯化亚锡、含结晶水氯化锌的纯度大于99%。
8.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述酚醛硫化剂为对叔丁基苯酚甲醛树脂或对叔辛基苯酚甲醛树脂中的一种;所述相容剂为sebs接枝马来酸酐或poe接枝马来酸酐中的一种;所述的分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种导热隔音动态硫化热塑性弹性体,其特征在于:所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂,所述主抗氧剂的所述辅抗氧剂的质量比为1:(1~3);其中,所述主抗氧剂为受阻酚抗氧剂或受阻胺抗氧剂的一种;所述辅抗氧剂为亚磷酸酯抗氧剂、硫酯类抗氧剂、硫代二丙酸酯抗氧剂中的一种。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的导热隔音动态硫化热塑性弹性体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
