本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯酸酯橡膠超臨界發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

丙稀酸酯橡膠是以特定的丙稀酸酯類等單體為基本原料，與一些帶有提供交聯(lián)點的活性單體經(jīng)多元共聚反應(yīng)制得的彈性體。因為丙稀酸酯橡膠的主鏈為飽和結(jié)構(gòu)、側(cè)基為極性酯基,因此丙稀酸酯橡膠具有優(yōu)異的耐高溫、耐油、耐臭氧、耐熱空氣老化特性，且燃燒時不產(chǎn)生濃煙和有害氣體，適合于耐熱耐油的橡膠部件、長期與油接觸的管道、容器襯里和電纜以及暴露與臭氧、天候環(huán)境的橡膠零件。丙稀酸酯橡膠也可以用于軍用戰(zhàn)車、坦克的油封，能夠在比較苛刻的氣候和環(huán)境下使用。acm的另一個優(yōu)勢是它具有很高的性價比，它與其它一些具有高溫耐油性的特種橡膠相比較，acm僅為氫化丁腈橡膠價格的一半，硅橡膠的1/3，氟橡膠的1/12。

國際上，以丙稀酸酯橡膠作為汽車各種類型密封件配件占絕大部分，在美國，丙稀酸酯橡膠的絕大部分都消耗在這一方面，因此義得名為“車用橡膠”。隨著汽車工業(yè)的突飛猛進，丙稀酸酯橡膠在制備和加工方面不斷得到提高，對其需要量也越來越大。丙稀酸酯橡膠在汽車上用量最大的是變速箱密封和活塞桿密封，其次是散熱器、活塞帽、閥門桿擋油器以及軟木熱的泡綿膠墊等。

除汽車工業(yè)外，丙稀酸酯橡膠還具備如耐臭氧、氣密性、耐屈撓與耐日光老化等優(yōu)良特性，這使其還具有其它方面的應(yīng)用潛力，如耐油封墊、隔膜、特種膠管及膠帶、容器襯里、海綿制品以及深井勘探用橡膠制品等。還可以電器工業(yè)方面取代價格較昂貴的硅橡膠，用于可以高溫條件下使用的電線、電纜護套、墊圈、電器套管等。此外，丙稀酸酯橡膠也可應(yīng)用在航空工業(yè)、導(dǎo)彈、火箭等尖端科學(xué)部門和制備耐油的橡膠-石棉制品，也可作為密封材料應(yīng)用于建筑密封、修理破損等方面。

丙稀酸酯橡膠(acm)以其優(yōu)異的耐高溫性、耐油性、耐候性、耐臭氧、耐老化性、抗紫外性等性能，廣泛應(yīng)用在各高溫耐油環(huán)境中，成為性價比最高的高溫耐油特種橡膠，得到了耐高溫、耐油性和加工工藝和成本的平衡。在我們的生活和生產(chǎn)中得到越來越多的應(yīng)用，特別是在汽車工業(yè)中使用比例非常大。而橡膠發(fā)泡材料具有它特有的優(yōu)勢和應(yīng)用領(lǐng)域，如利用其密度小、質(zhì)輕、力學(xué)強度高等特性，可在隔熱、包裝、漂浮性、結(jié)構(gòu)性及電聲性能等方面發(fā)揮作用。目前關(guān)于丙稀酸酯橡膠發(fā)泡材料的制備研究鮮有報道，因此一種丙稀酸酯橡膠發(fā)泡材料的制備具有較大意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酸酯橡膠超臨界發(fā)泡材料及其制備方法，本發(fā)明具有優(yōu)異的耐高溫、耐油、耐臭氧、耐熱空氣老化特性，且燃燒時不產(chǎn)生濃煙和有害氣體。

一種丙烯酸酯橡膠超臨界發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于，其配方如下：丙烯酸酯類橡膠100份，填料0-60份，增塑劑0-10份，硫化體系2-20份，防老劑2-5份，防焦劑0.1-0.5份，脫模劑1份。其中填料為高耐磨炭黑、沉淀法白炭黑、硅藻土、碳酸鈣中的一種或多種；增塑劑為硬脂酸、石蠟、硅油、低分子量聚乙烯中的一種或多種；硫化體系為皂/硫磺并用硫化體系、n,n'硫化體系、過氧化物硫化體系或tcy硫化體系中的任一種；防老劑為tk100或防老劑rd；防焦劑為n-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(ctp)；脫模劑為g8205。

其中，丙烯酸酯類橡膠包括丙烯酸酯類橡膠(acm)、乙烯丙烯酸甲酯橡膠(aem)或含氟丙烯酸酯類橡膠(fkm)。

其中，填料中還包括石墨粉、碳纖維及二硫化鉬，可與傳統(tǒng)填料并用。

其中，硫化體系，皂/硫磺并用硫化體系中鈉皂3-8份，鉀皂0.5-2份，硫黃0.5-2份；n,n'硫化體系中n，n-二次肉桂基-1，6-己二胺(3#硫化劑)2-5份，硫黃0.1-1份；過氧化物硫化體系中過氧化二異丙苯0.5-2份，n，n'-間苯撐雙馬來酰亞胺0.2-1份；tcy硫化體系中1,3,5-三巰基-2,4,6-均三嗪(tcy)0.6-1.5份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅(pz)1-3份，硫黃0.1-0.8份，氧化亞銅0.5份。

一種丙烯酸酯橡膠超臨界發(fā)泡材料及其制備方法，其特征在于，其步驟如下：

1)混煉膠制備

(1)密煉機溫度設(shè)置為70-100℃，轉(zhuǎn)速40-60r/min，將丙烯酸酯類橡膠加入密煉機中，混煉2-5min，然后依次加入填料、增塑劑、防老劑、脫模劑，混煉5-8min，最后加入硫化體系和防焦劑，混煉2-4min，控制排膠溫度低于140℃，出料。輥溫30-45℃開煉機上下片，膠料停放24h后待用。

2)壓延

輥筒溫度通常控制在38-40℃之間，中輥溫度在66℃，上輥溫度在70℃。壓延后的膠片即可直接裁剪、成型。

3)預(yù)硫化

將混煉膠將混煉膠放入100-180℃的烘道里或者帶有加熱模具的硫化機中進行預(yù)硫化，時間為1min-35min，硫化方式為熱空氣硫化、微波輻射交聯(lián)或、紅外輻射交聯(lián)或者模壓成型預(yù)硫化。。

4)物理發(fā)泡

預(yù)硫化好的樣品放入高壓反應(yīng)釜中，通入物理發(fā)泡劑并升溫、加壓，當(dāng)物理發(fā)泡劑在預(yù)硫化物膠中達到飽和后，泄除反應(yīng)釜中壓力，制得微孔材料。

5)二次硫化、定型

將預(yù)硫化微發(fā)泡材料放入另一烘道中二次硫化、定型，其中烘道溫度為100-170℃，硫化時間為2h-20h，硫化方式為熱空氣硫化、微波輻射交聯(lián)或者紅外輻射交聯(lián)。

其中，步驟4)中高壓反應(yīng)釜的溫度為室溫至140℃，壓力為5-60mpa，飽和時間為0.5-48h，泄壓時間為10-200s。

其中，步驟4)中物理發(fā)泡劑可以為co2或n2或丁烷或戊烷，也可以是某兩種或三種的混合氣體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

丙稀酸酯橡膠(acm)以其優(yōu)異的耐高溫性、耐油性、耐候性、耐臭氧、耐老化性、抗紫外性等性能，廣泛應(yīng)用在各高溫耐油環(huán)境中，成為性價比最高的高溫耐油特種橡膠。而橡膠發(fā)泡材料具有密度小、質(zhì)輕、力學(xué)強度高等特性，可在隔熱、包裝、漂浮性、結(jié)構(gòu)性及電聲性能等方面發(fā)揮作用。目前關(guān)于丙稀酸酯橡膠發(fā)泡材料的制備研究鮮有報道，因此一種丙稀酸酯橡膠發(fā)泡材料將在高溫、耐油、耐老化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1本發(fā)明制備方法中，實施例1的掃描電鏡圖；

圖2本發(fā)明制備方法中，實施例2的掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明，但是本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。

實施例1

acm100份，高耐磨炭黑20份，硬脂酸2份，鈉皂3份，鉀皂0.5份，硫黃0.3份，防老劑tk1005份，ctp0.5份，脫模劑g82051份。

密煉機溫度設(shè)置為80℃，轉(zhuǎn)速40r/min，將acm加入密煉機中，混煉2min，然后依次加入填料、增塑劑、防老劑、脫模劑，混煉5min，最后加入硫化體系和防焦劑，混煉2min，出料。輥溫40℃開煉機上下片，膠料停放24h后，壓延，裁剪、成型。將成型的混煉膠放入140℃的硫化機中進行預(yù)硫化，時間為10min.。預(yù)硫化好的樣品放入高壓反應(yīng)釜中，通入氮氣并升溫至60℃、加壓至30mpa，飽和6h后，以30mpa/min的泄壓速度泄壓。之后將預(yù)硫化微發(fā)泡材料放入150℃烘箱中，二段硫化1h，最后拿出，得到密度為0.35g/cm³的acm微孔材料，其掃描電鏡圖，見圖1。

實施例2

aem100份，高耐磨炭黑60份，低分子量聚乙烯5份，過氧化二異丙苯1.5份，n，n'-間苯撐雙馬來酰亞胺0.5份，防老劑rd2份，ctp0.2份，脫模劑g82051份。

密煉機溫度設(shè)置為90℃，轉(zhuǎn)速40r/min，將aem加入密煉機中，混煉2min，然后依次加入填料、增塑劑、防老劑、脫模劑，混煉6min，最后加入硫化體系和防焦劑，混煉2min，出料、下片。膠料停放24h后，壓延，裁剪、成型。將成型的混煉膠放入100℃的硫化機中進行預(yù)硫化，時間為30min.。預(yù)硫化好的樣品放入高壓反應(yīng)釜中，通入n2氣體并升溫至120℃、加壓至16mpa，飽和2h后，泄壓。之后將預(yù)硫化微發(fā)泡材料放入160℃烘箱中，二段硫化15min，最后拿出，得到密度為0.43g/cm³的aem微孔材料，其掃描電鏡圖，見圖2。

以上所述僅為本發(fā)明的一實施例，并不限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。