一种低频高阻尼橡胶基压电复合材料及其制备方法

摘要

本发明介绍了一种低频高阻尼橡胶基压电复合材料及其制备方法，为100份的非二烯类橡胶、1.0-1.5份的硫化剂、4.0-5.0份硫化促进剂组成的橡胶基体材料、100-500份压电陶瓷粉、0.1-0.5份导电炭黑、0.5-5.0份偶联剂经过混炼、硫化、极化等工艺后形成的复合物。本发明可以获得一种在低频（1Hz-300Hz）具有较高阻尼因子（tanδ≥0.3）的新型阻尼材料，具有显著的压电增效效果，极化材料的阻尼因子较极化前材料的阻尼因子有显著提高（Δtanδ≥0.2）。

主权项

一种低频高阻尼橡胶基压电复合材料的制备方法，其特征是：低频高阻尼橡胶基压电复合材料为橡胶基体材料、压电陶瓷粉、导电炭黑、偶联剂经过混炼、硫化、极化工艺后形成的复合物，其质量组成为：——橡胶基体材料：其中含有100份的非二烯类橡胶，1.0‑1.5份的硫化剂，4.0‑5.0份硫化促进剂；硫化剂为硫磺硫化体系硫化剂；硫化促进剂与硫化剂配套使用；——压电陶瓷粉：每100份非二烯类橡胶100‑500份压电陶瓷粉；压电陶瓷粉的压电常数d₃₃>100PC/N，粒度分布均匀；——导电炭黑：每100份非二烯类橡胶0.1‑0.5份导电炭黑；——偶联剂：每100份非二烯类橡胶0.5‑5.0份偶联剂；所述的偶联剂为钛酸酯类偶联剂；所述的非二烯类橡胶为丁基橡胶；制备方法包括：（1）制备橡胶基体材料：将非二烯类橡胶塑炼5‑10min，然后在橡胶开炼机中分多次添加各种配合剂和硫化剂促进剂，每次混炼3‑10min，再加入硫化剂，经过混炼，使各种配合剂分散均匀，即可制得橡胶基体材料；（2）把所需的压电陶瓷粉进行烘干，将纳米导电炭黑和压电陶瓷粉进行预混合，混合过程中加入钛酸酯类偶联剂，然后进行研磨，得到预混粉料，以保证多个压电‑导电回路的形成；（3）把步骤（2）中的预混粉料与步骤（1）中的橡胶基体材料加入到混合设备中混合均匀，得到混合胶料；（4）将步骤（3）中所获得的混合胶料在金属模具中加热、加压成型，压力为4‑8MPa，温度为140‑180℃，成型时间为40‑50min，即可固化成型，制得橡胶基压电复合材料；（5）将步骤（4）中得到压电复合材料在高压直流油浴装置中进行极化，极化电压为3000V‑5000V，极化温度为60‑120℃，极化时间为10‑30min，即可获得低频高阻尼橡胶基压电复合材料。