專利名稱：高阻尼組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及高阻尼組合物，所述高阻尼組合物將作為衰減或吸收振動能量傳遞的高阻尼部件的基礎。
背景技術：
高阻尼部件例如在樓房和橋梁等建筑物、工業機械、航空器、汽車、鐵道車輛、電腦及其周邊機器類、家庭用電器類以及汽車用輪胎等廣泛的領域中被使用。通過使用上述高阻尼部件，能夠衰減或吸收振動能量傳遞，即能夠進行免震、減震、阻尼、防振等。上述高阻尼部件由作為基礎聚合物含有天然橡膠等的高阻尼組合物形成。為了使施加振動時的滯后損耗變大從而提高效率良好且迅速地衰減上述振動的能量的性能即阻 尼性能，一般將上述高阻尼組合物與碳黑、二氧化硅等無機填充劑，或松香、石油樹脂等的粘附性賦予劑等進行配合(例如參照文獻I 3等)。但是，這些現有的高阻尼組合物無法充分地提高高阻尼部件的阻尼性能。為了比現狀進一步提高高阻尼部件的阻尼性能，可考慮進一步增加無機填充劑、粘附性賦予劑等的配合比例等。但是，存在下述問題配合有大量的無機填充劑、粘附性賦予劑的高阻尼組合物的加工性降低，難以為了制造具有所需立體形狀的高阻尼部件而對上述高阻尼組合物進行混煉或成型加工成上述立體形狀。尤其是以工廠規模批量生產高阻尼部件時，上述加工性的低下成為大幅降低高阻尼部件的生產率，增大生產所需的能量，進而提高生產成本的原因，因此不優選。因此，在研究通過向高阻尼組合物中配合受阻酚系化合物等作為阻尼性賦予劑，或通過并用上述阻尼性賦予劑與之前已說明過的二氧化硅等無機填充劑或松香等粘附性賦予劑，從而不降低加工性就提高阻尼性能等(例如參照專利文獻4 7等)。但是，為了比現狀進一步提高阻尼性能而增加阻尼性賦予劑的配合比例時，存在上述阻尼性賦予劑容易在高阻尼部件的表面起霜這種問題。專利文獻8中記載了為了提高大型輪胎的胎面行駛部用的橡膠組合物的加工性，以質量比5/95 90/10的比例并用總含氮率為0. 3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠和未經脫蛋白質處理的天然橡膠作為成為上述橡膠組合物的基礎的基礎聚合物。專利文獻專利文獻I :日本特開2003-2014號公報專利文獻2 :日本特開2007-63425號公報專利文獻3 :日本特開平7-41603號公報專利文獻4 :日本特開2000-44813號公報專利文獻5 :日本特開2009-138053號公報專利文獻6 :日本專利第3661180號公報專利文獻7 :日本專利第3675216號公報
專利文獻8 :日本特開2009-7411號公報
發明內容
利用上述專利文獻I 7所述的高阻尼組合物時，雖然如前所述有可能產生各種問題，但是通過適當地調整各成分的配合比例，能夠在一定程度上兼顧高阻尼性能和良好的加工性。另外，認為只要將專利文獻8所述的基礎聚合物用于高阻尼組合物，就同樣能夠兼顧一定程度的高阻尼性能和良好的加工性。但是，利用上述現有的高阻尼組合物形成的高阻尼部件均存在新生產時的剛性過高而無法直接作為高阻尼部件發揮作用這種問題。例如，承擔建筑物的免震、減震任務的減震用減震器等若不能在地震發生的瞬間作為高阻尼部件十二分地發揮作用從而可靠地防止地震的能量傳遞到建筑物，則沒有意義進行設置，因此，上述剛性高是個問題。因此，一般情況下，通常在出貨前對新生產的減震用減震器等高阻尼部件進行強制地壓縮變形等，從而進行賦予變形經歷而降低剛性的作業后出貨。但是，因進行上述作業而存在這部分將使高阻尼部件的生產率降低這種問題。 尤其是為了對減震用減震器等大型的高阻尼部件賦予變形經歷，需要大規模的設備，且為了作業需要大量能量，因此，上述作業對高阻尼部件帶來的影響大。本發明的目的在于提供一種新型高阻尼組合物，所述新型高阻尼組合物能夠制造不僅具有高阻尼性能，而且無需因新生產時的剛性低而在出貨前進行賦予變形經歷的作業的高阻尼部件。本發明為一種高阻尼組合物，其特征在于，是在基礎聚合物中配合有無機填充劑的高阻尼組合物，其中，上述基礎聚合物是總含氮率為0.3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠，上述無機填充劑至少含有二氧化硅，相對于上述脫蛋白質天然橡膠100質量份，上述二氧化硅的配合比例為100質量份 170質量份。基于發明人的研究，高阻尼材料在新生產時剛性上升的原因為上述高阻尼部件中承擔阻尼性能的二氧化硅等無機填充劑未能通過高阻尼組合物的調制時或高阻尼部件成型加工時的混煉而充分均勻地分散在基礎聚合物中，從而發生凝集而導致的。另外，無機填充劑的分散性下降的原因為在作為基礎聚合物的天然橡膠中所含的蛋白質發生凝膠化而導致的。與此相對，如前所述，在本發明中將充分地除去蛋白質直到作為蛋白質的含有比例的指標的總含氮率變成0. 3質量％以下為止而得的脫蛋白質天然橡膠用作基礎聚合物，抑制凝膠化，因此，通過上述混煉能夠使二氧化硅等無機填充劑均勻地分散在上述脫蛋白質天然橡膠中。因而，能夠比現在更大幅地降低高阻尼部件在新生產時的剛性。因此，利用本發明，能夠制造在出貨前無需進行賦予變形經歷的作業的高阻尼部件。另外，如前所述，在本發明中還能夠使含有上述二氧化硅的無機填充劑盡可能地均勻地分散在脫蛋白質天然橡膠中，從而作為填充劑更高效地發揮作用。因而，利用本發明，通過將無機填充劑中的二氧化硅的配合比例相對于脫蛋白質天然橡膠100質量份設定在100質量份以上，從而能夠賦予上述高阻尼部件與以往相同或較以往更高的阻尼性能。應予說明，在本發明中，基于下述理由而將無機填充劑中的二氧化硅的配合比例相對于脫蛋白質天然橡膠100質量份限定在170質量份以下。
S卩，在配合比例超過上述范圍時，例如即使如前所述將高度地除去蛋白質而得的脫蛋白質天然橡膠用作基礎聚合物，也無法使全部的二氧化硅均勻地分散在脫蛋白質天然橡膠中，因此，新生產時的高阻尼部件的剛性上升，需要在出貨前進行賦予變形經歷的作業。考慮使二氧化硅等無機填充劑更均勻地進行分散，進一步降低高阻尼部件在新生產時的剛性并且進一步提高阻尼性能，作為上述脫蛋白質天然橡膠優選使用妨礙上述分散的蛋白質的含有比例為以上述總含氮率表示是0. I質量％以下的脫蛋白質天然橡膠。將上述本發明的高阻尼組合物用作形成材料而作為高阻尼部件形成建筑物的減震用減震器時，在其出貨前不進行賦予變形的經歷的作業就能夠迅速對應地震的發生而可靠地防止地震的能量傳遞到建筑物。根據本發明，能夠提供一種新型高阻尼組合物，所述新型高阻尼組合物能夠制造具有高阻尼性能且無需因新生產時的剛性低而在出貨前進行賦予變形經歷的高阻尼部件。
圖I是分解表示作為用于評價由本發明的實施例、比較例的高阻尼組合物制成的高阻尼部件的阻尼性能而制作的上述高阻尼部件的模型的試驗體的分解立體圖。圖2的(a) (b)是說明用于使上述試驗體發生位移而求出位移量與載荷的關系的試驗機的概要的圖。圖3是表示滯后曲線的一例的曲線圖，所述滯后曲線表示利用上述試驗機使試驗體發生位移而求出的位移量與載荷的關系。符號說明I、圓板2、鋼板3、試驗體4、中央固定夾具5、左右固定夾具6、固定臂7、接頭8、可動盤9、接頭H、滯后曲線Keq、傾斜率L1、直線L2、垂線W、能量A W、吸收能量的量
具體實施例方式本發明為高阻尼組合物，其特征在于，是在基礎聚合物中配合有無機填充劑的高阻尼組合物，其中，上述基礎聚合物是總含氮率為0. 3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠，上述無機填充劑至少含有二氧化硅，相對于上述脫蛋白質天然橡膠100質量份，上述二氧化娃的配合比例為100質量份 170質量份。(基礎聚合物脫蛋白質天然橡膠)如前所述，在本發明中用作基礎聚合物的脫蛋白質天然橡膠的總含氮率限定在0. 3質量％以下。即，若將總含氮率超過0.3質量％的脫蛋白質天然橡膠與通常的未經脫蛋白質處理的天然橡膠進行比較，則雖然作為引起凝膠化的要因的蛋白質的含有比例少，但是依然含有大量的蛋白質，容易發生凝膠化。因此，通過高阻尼組合物的調制時或高阻尼部件的成型加工時等的混煉無法使二氧化硅等無機填充劑充分均勻地分散于基礎聚合物中，新生產時的高阻尼部件的剛性上升，需要在出貨前進行賦予變形經歷的作業。 與此相對，若將高度地除去蛋白質直到上述總含氮率變成0. 3質量％以下為止而得的脫蛋白質天然橡膠用作基礎聚合物，則如前所述，通過上述調制時或成型加工時的混煉能夠使無機填充劑均勻地分散在基礎聚合物中，能夠比現在更大幅度地降低高阻尼部件在新生產時的剛性。另外，能夠進一步提高高阻尼部件的阻尼性能。若考慮進一步提高上述效果，則脫蛋白質天然橡膠中含有的蛋白質的量優選在上述范圍中越小越好。即，作為蛋白質的含有比例的指標的總含氮率優選在上述0. 3質量％以下的范圍中越小越好。具體而言，優選在0. I質量％以下，特別優選在0. 05質量％以下。如果可能，優選不含有蛋白質，但是由于制備方法等的限制，總含氮率的下限通常為0. 03質量％。為了對天然橡膠進行脫蛋白質處理而得到總含氮率為0.3質量％以下的上述脫蛋白質天然橡膠，例如可采用日本特開平6-329838號公報、日本特開2005-47993號公報等記載的現有公知的處理方法。應予說明，在本發明中，以利用基耶達法測得的值來表示脫蛋白質天然橡膠的總
含氮率。如前所述，在本發明中僅使用總含氮率為0. 3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠作為構成高阻尼組合物的基礎聚合物。例如專利文獻8所述的并用上述脫蛋白質橡膠和未經脫蛋白質處理的普通的天然橡膠的情況不包含在本發明的范圍內。在上述并用體系中，例如即使其總的總含氮率在0.3質量％以下，也因普通的天然橡膠中所含的蛋白質而產生凝膠化，因此，無法使二氧化硅等無機填充劑均勻地進行分散。另外，并用脫蛋白質天然橡膠和與上述脫蛋白質天然橡膠具有相溶性的合成橡膠的情況也不包含在本發明的范圍內。在上述并用體系中，雖然也因并用的合成橡膠的種類而不同，但阻尼性能的溫度依存性變大，無法提供在廣域溫度范圍顯示穩定的阻尼性能的高阻尼部件。但是，在本發明中能夠并用2種以上總含氮率為0.3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠。通過并用2種以上的脫蛋白質天然橡膠，例如能夠在上述0. 3質量％以下的范圍內對總的總含氮率進行微調整。
(無機填充劑)作為無機填充劑，至少使用提高高阻尼部件的阻尼性能的效果特別優異的二氧化硅。作為上述二氧化硅，可以使用根據其制法進行分類的濕式法二氧化硅、干式法二氧化硅中的任一種。另外，作為二氧化硅，若考慮提高作為填充劑充分地發揮作用而提高高阻尼部件的減震性能的效果，則優選使用BET比表面積為100m2/g以上、尤其是200m2/g以上的二氧化硅，且優選使用400m2/g以下、特別是270m2/g以下的二氧化硅。BET比表面積例如由使用柴田化學器械工業(株)制的快速表面積測定裝置SA-1000等，通過利用以氮氣作為吸附氣體的氣相吸附法而測得的值來表示。相對于脫蛋白質天然橡膠100重量份，二氧化硅的配合比例需要為100質量份 170質量份。在配合比例不足上述范圍時，通過配合上述二氧化硅來提高阻尼性能的效果不明顯，高阻尼部件的阻尼性能降低。另一方面，如前所述，在超過上述范圍時，例如即使使用高度地除去了蛋白質而得的脫蛋白質天然橡膠作為基礎聚合物，也無法使全部的二氧化硅均勻地分散在脫蛋白質天然橡膠中，因此，新生產的高阻尼部件的剛性上升，需要在出貨前進行賦予變形經歷的作業。應予說明，若考慮進一步提高高阻尼部件的阻尼性能，則二氧化硅的配合比例在上述范圍內，優選為135質量份以上。另外，若考慮盡可能地降低新生產時的高阻尼部件的剛性，則優選在上述范圍內為150重量份以下。 作為上述二氧化硅，例如可舉出TOSOH SILICA公司制的NIPSIL(注冊商標)KQ、VN3、AQ、ER等的I種或2種以上。作為無機填充劑，可以僅單獨使用上述二氧化硅，也可以并用二氧化硅與其他的無機填充劑。作為上述其他的無機填充劑，例如可舉出碳酸鈣、碳黑。其中，在根據其制造方法等進行分類的合成碳酸鈣、重質碳酸鈣等中，能夠作為填充劑發揮作用的粉末狀的碳酸鈣均可作為碳酸鈣使用。另外，作為碳酸鈣可以使用為了提高對基礎聚合物、香豆酮-茚樹脂等的親和性、分散性而實施了表面處理的碳酸鈣。作為上述碳酸鈣，例如可舉出白石鈣(株)制的白艷華(注冊商標)CC[合成碳酸隹丐、一次粒徑50nm、表面處理劑脂肪酸]、白艷華DD[合成碳酸韓、一次粒徑50nm、表面處理劑松香酸]、Calmos (注冊商標)[合成碳酸鈣、一次粒徑50nm、表面處理劑松香酸+木質酸]、BF-300 [重質碳酸鈣、平均粒徑8. 00 u m、比表面積2700cm2/g、表觀比重1. 26g/ml、DOP吸油量26ml/100g]、BF-200 [重質碳酸鈣、平均粒徑5. 00 u m、比表面積:4000cm2/g、表觀比重:1. 17g/ml、DOP 吸油量26ml/100g]、WHITON(注冊商標)B[重質碳酸鈣、平均粒徑3. 60 u m,比表面積:6000cm2/g、表觀比重:1.03g/ml、DOP吸油量26ml/100g]等的I種或2種以上。另外，作為碳黑，在根據其制造方法等進行分類的各種碳黑中，能夠作為填充劑發揮作用的各種碳黑均可以使用。作為上述碳黑，例如可舉出HAF、FEF、GPF等的I種或2種以上。作為與二氧化硅并用的其它的填充劑，優選上述中的碳黑。碳黑的配合比例沒有特別的限定，相對于脫蛋白質天然橡膠100質量份，優選為0. 5質量份 50質量份。(其他)可以進一步以適當的比例向本發明的高阻尼組合物中配合硫化劑、硫化促進劑、硫化促進助劑等的用于使脫蛋白質天然橡膠硫化的硫化系添加劑，硅烷化合物，軟化劑、粘附性賦予劑、抗老化劑等各種添加劑。其中，作為硅烷化合物，可舉出式(a)表示的、能夠作為硅烷耦合劑或甲硅烷基化劑等二氧化硅的分散劑而發揮作用的各種硅烷化合物。
權利要求
1.一種高阻尼組合物，其特征在于，是在基礎聚合物中配合有無機填充劑的高阻尼組合物，其中，所述基礎聚合物是總含氮率為0. 3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠，所述無機填充劑至少含有二氧化硅，相對于所述脫蛋白質天然橡膠100質量份，所述二氧化硅的配合比例為100質量份 170質量份。
2.根據權利要求I所述的高阻尼組合物，其中，所述脫蛋白質天然橡膠的總含氮率為0.I質量％以下。
3.根據權利要求I或2所述的高阻尼組合物，其用作建筑物的減震用減震器的形成材料。
全文摘要
本發明提供一種新型高阻尼組合物，所述新型高阻尼組合物能夠制造不僅具有高阻尼性能而且在出貨前無需因新生產時的剛性低而進行賦予變形經歷的作業的高阻尼部件。就所述新型高阻尼組合物而言，用總含氮率為0.3質量％以下的脫蛋白質天然橡膠作為基礎聚合物，且相對于上述脫蛋白質天然橡膠100質量份，以100質量份～170質量份的比例配合二氧化硅。
文檔編號F16F1/36GK102731875SQ201110409238
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年4月6日
發明者伊藤真義, 富田岳宏 申請人:住友橡膠工業株式會社