一种聚丙烯酸酯阻尼剂及其制备方法与流程

本发明涉及阻尼材料，尤其涉及一种聚丙烯酸酯阻尼剂及其制备方法。

背景技术：

1、粘弹性阻尼材料不仅具有优异的阻尼性能，而且具有轻质化、耐高低温、易加工等特点，因此被作为减振降噪材料广泛的应用在航空航天、精密仪器、机械设备等重要领域。例如汽车驾驶座的减振层、飞机轮胎、高铁车厢连接处缓冲材料、精密仪器的减振器等等。然而各种仪器设备的振动环境越来越严峻，振动量级越来越大，设备使用的温度上下限也越来越宽，这对阻尼减振要求也越来越高。

2、为了拓宽粘弹性阻尼材料的应用范围，人们通常会采用共混改性、互穿聚合物网络改性等方法，提高橡胶阻尼性能。

3、专利cn102002238b通过高苯基硅橡胶与丙烯酸酯类阻尼剂和甲基丙烯酸甲酯共聚物共混，得到高强宽温高阻尼橡胶材料，有效阻尼温域为-50～150℃，但损耗因子仍然偏小。专利cn1410485b将聚硅氧烷与聚丙烯酸共混硫化，再以共混胶为母体与聚(甲基)丙烯酸酯形成互穿网络，得到了有效阻尼温域达到250℃的复合阻尼橡胶，但工艺复杂，不适用于工业化生产。

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聚丙烯酸酯阻尼剂，能够显著提高橡胶的损耗因子，拓宽有效阻尼温域，且不降低橡胶的力学性能。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、机械搅拌条件下，用有机溶剂将聚丙烯酸酯溶解，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯溶液；或采用溶液聚合法合成聚丙烯酸酯树脂，将所述聚丙烯酸酯树脂稀释，制得所述聚丙烯酸酯溶液。

5、s2、将s1所制得的聚丙烯酸酯溶液进行静电纺丝，制得聚丙烯酸酯多孔纤维；

6、s3、将s2所制得的聚丙烯酸酯多孔纤维干燥，进行剪切，制得阻尼剂粒子。

7、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s1中，所述聚丙烯酸酯分子量为50000～300000。

8、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s1中，所述聚丙烯酸酯溶液的粘度为2.0～8.0pa·s，所述聚丙烯酸酯溶液的质量浓度为5～45％。

9、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s1中，所述机械搅拌时，温度为30～120℃，搅拌速度为100～1500r/min。

10、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s1中，所述有机溶剂包括丙酮、四氢呋喃、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

11、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s2中，所述静电纺丝过程中，温度为30～90℃，湿度为50～80％rh，电压为20～40kv。

12、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s2中，所述聚丙烯酸酯多孔纤维直径为0.1～3μm，其中，直径为0.4～1μm的纤维占纤维总数的85％以上。

13、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s3中，所述干燥过程中，在-10～-50℃下冷冻干燥4～20h，再于80～150℃下完全烘干。

14、作为一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法的优选方案，所述s3中，所述纤维剪切后长度为10～400μm。

15、一种聚丙烯酸酯阻尼剂，由上述任意一项所述的制备方法所制得。

16、本发明的有益效果为：

17、本发明使用的制备方法由于在较高温湿度环境下采用静电纺丝工艺，使空气中的水蒸气在射流表面冷凝，再结合干燥工艺使纤维内部生成三维互连多孔，最终得到具有三维多孔结构、0.1～3μm直径、20～60％孔隙率的阻尼剂粒子。该阻尼剂粒子与同等大小的球形或短纤形聚丙烯酸酯粒子相比，三维多孔结构聚丙烯酸酯阻尼剂粒子与橡胶共混后，橡胶链段嵌入阻尼剂内部，当受到应力时，阻尼剂与橡胶链段会相对移动，产生剪切变形和界面摩擦，则所制备阻尼橡胶的内摩擦增大，损耗模量明显提高，损耗因子增大，制备的共混橡胶分子链段间的摩擦增强，提高了材料的阻尼性能。

18、因此，与乳液聚合法所制备的聚丙烯酸酯橡胶相比，本发明所制备的聚丙烯酸酯橡胶阻尼剂具有三维多孔结构，与橡胶共混后损耗因子增大，拓宽有效阻尼温域，提高材料的阻尼性能，且不降低橡胶的力学性能。

技术特征：

1.一种聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述聚丙烯酸酯分子量为50000～300000。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述聚丙烯酸酯溶液的粘度为2.0～8.0pa·s，所述聚丙烯酸酯溶液的质量浓度为5～45％。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述机械搅拌时，温度为30～120℃，搅拌速度为100～1500r/min。

5.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s1中，所述有机溶剂包括丙酮、四氢呋喃、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述静电纺丝过程中，温度为30～90℃，湿度为50～80％rh，电压为20～40kv。

7.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s2中，所述聚丙烯酸酯多孔纤维直径为0.1～3μm，其中，直径为0.4～1μm的纤维占纤维总数的85％以上。

8.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s3中，所述干燥过程中，在-10～-50℃下冷冻干燥4～20h，再于80～150℃下完全烘干。

9.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯阻尼剂的制备方法，其特征在于，所述s3中，所述纤维剪切后长度为10～400μm。

10.一种聚丙烯酸酯阻尼剂，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述的制备方法所制得。

技术总结本发明涉及阻尼材料技术领域，公开一种聚丙烯酸酯阻尼剂及其制备方法。包括以下步骤：S1、机械搅拌条件下，用有机溶剂将聚丙烯酸酯溶解，冷却至室温，制得聚丙烯酸酯溶液，或采用溶液聚合法合成聚丙烯酸酯树脂，将所述聚丙烯酸酯树脂稀释，制得所述聚丙烯酸酯溶液；S2、将S1所制得的聚丙烯酸酯溶液进行静电纺丝，制得聚丙烯酸酯多孔纤维；S3、将S2所制得的聚丙烯酸酯多孔纤维干燥，进行剪切，制得阻尼剂粒子。与乳液聚合法所制备的聚丙烯酸酯橡胶相比，本发明所制备的聚丙烯酸酯橡胶阻尼剂具有三维多孔结构，与橡胶共混后损耗因子增大，拓宽有效阻尼温域，提高材料的阻尼性能，且不降低橡胶的力学性能。技术研发人员：王芳,秦月秀,何志豪,范骁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：2024/5/9