一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及硅橡膠領(lǐng)域，尤其是一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅橡膠海綿也稱作泡沫硅橡膠，是一種具有孔眼結(jié)構(gòu)的硅橡膠彈性體。它除了具 備硅橡膠所共有的耐高低溫、耐候、耐臭氧、良好的電絕緣性等優(yōu)勢外，還具有柔軟、可壓 縮、輕量、阻尼、減震、隔音、隔熱等特點，因此在航空航天、國防軍工、電子通信、車輛船舶、 儀器儀表、文體醫(yī)療等許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 目前我國生產(chǎn)的硅橡膠海綿是將化學(xué)發(fā)泡劑加入橡膠膠料中，在硫化加熱過程中 發(fā)泡劑分解、釋放出氣體(如氮氣）在橡膠交聯(lián)過程中形成泡孔。過氧化物硫化的高粘度硅 橡膠海綿中常用2. 2 -偶氮二異丁腈(AIBN)作為產(chǎn)生氮氣的化學(xué)發(fā)泡劑。盡管從均勻性 及孔尺寸上來看，涉及這種技術(shù)生成的海綿結(jié)構(gòu)基本符合要求，但其主要缺點是會產(chǎn)生毒 性、損害環(huán)境的副產(chǎn)物四甲基丁腈，在橡膠加工工業(yè)，人們已認(rèn)識到這是一個使用硅橡膠海 綿的主要限制性因素，所以需要一種無毒的有利于環(huán)境的產(chǎn)品。二亞硝基甲基四胺（DNPT) 和偶氮二甲酰胺（ADCA)是兩種低毒性的發(fā)泡劑，但他們形成的孔結(jié)構(gòu)較差，且海綿的物理 性能也不穩(wěn)定。此外，國內(nèi)現(xiàn)有的硅橡膠海綿一般都存在孔結(jié)構(gòu)難以調(diào)節(jié)、孔壁及孔徑不均 勻、壓縮變形大、彈性差、撕裂強度低等缺陷，從而嚴(yán)重制約了硅橡膠海綿在軍工、航天、航 空等高、精、尖領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對上述問題提出了一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿及其制備方法，在環(huán)保的前 提下，能夠有效改善現(xiàn)有硅橡膠海綿結(jié)構(gòu)上的不足。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案。
[0006] 一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿，其原料包括按重量份計的乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0. 15%~ 0. 18%的高乙烯基硅生膠20~40%、乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0. 2%~0. 05%的低乙烯基硅生膠 20 ~40%。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的高乙烯基硅生膠中乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0. 16%，所述的低乙烯基硅 生膠中乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0. 04%。
[0008] 本發(fā)明還包括補強劑、結(jié)構(gòu)控制劑、阻燃劑、金屬氧化物、發(fā)泡劑、低溫硫化劑、高 溫硫化劑。
[0009] 作為優(yōu)選，按重量份計，本發(fā)明還包括：補強劑10~25%、結(jié)構(gòu)控制劑0. 5~1. 5%、 阻燃劑10~25%、金屬氧化物3~8%、發(fā)泡劑1. 5~4%、低溫硫化劑0. 3~0. 6%、高溫硫 化劑1~3%。
[0010] 所述補強劑為氣相白碳黑，作為優(yōu)選為氣相白碳黑EH-5,所述發(fā)泡劑是環(huán)保型發(fā) 泡劑。
[0011] 本發(fā)明還提供一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿的制備方法，包括以下步驟： a. 基礎(chǔ)膠密煉：按配方比例將高乙烯基硅生膠、低乙烯基硅生膠，以及其他輔料加入 捏合機中攪拌、升溫，冷卻后取出； b. 混煉膠加硫分散：將冷卻后的混煉膠加入硫化劑、發(fā)泡劑進行混煉； c. 擠出過濾排氣：將混煉膠擠成膠條待用； d. 硫化定型； e. 防縮定型處理。
[0012] 進一步，所述步驟a中的輔料為補強劑、結(jié)構(gòu)控制劑、阻燃劑、金屬氧化物。
[0013] 進一步，所述步驟a是按配方比例將高乙烯基娃生膠、低乙烯基娃生膠、氣相白碳 黑、結(jié)構(gòu)控制劑、阻燃劑、金屬氧化物加入捏合機中攪拌，同時升溫到175~190°C后，恒溫 混合3. 5~4. 5小時停止攪拌，待膠料冷卻后取出。
[0014] 進一步所述步驟b是將冷卻后的混煉膠用開煉機加入兩種硫化劑、發(fā)泡劑進行混 煉，保證膠料充分分散均勾。
[0015] 進一步所述步驟c是將分散好的混煉膠用過濾擠出機擠成的膠條待用，擠出時機 頭處加180~250目不銹鋼濾網(wǎng)兩層，將膠料中的雜質(zhì)過濾掉，同時消除膠料中的空氣，以 保證一段硫化定型時氣孔均勻而無大氣窩。
[0016]作為優(yōu)選，步驟d為兩段硫化方式進行。
[0017] 進一步所述步驟d是將模具預(yù)熱25分鐘以上，將擠好的膠條稱重計量均勻擺放到 預(yù)熱好的模具型腔中，合模硫化，在130~145°C的條件下進行18~28分鐘后取出；再將 膠板趁熱放入150~190°C的烘箱中發(fā)泡，發(fā)泡時間為55~65分鐘。
[0018]進一步所述步驟e是將發(fā)泡后海綿膠板放入195~205°C的烘箱中，熱處理22~ 26小時后取出，此時硅橡膠海綿的泡孔完全定型，不會再產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象。
[0019] 所述步驟b中，混煉過程中要求薄通18~25遍，輥距不大于0. 5mm，作為優(yōu)選薄通 20遍。
[0020] 所述步驟c中，膠條大小為40~60mm*40~60mm，作為優(yōu)選膠條大小為 50mm*50mm〇
[0021] 作為優(yōu)選，一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿的制備方法包括以下步驟： a. 基礎(chǔ)膠密煉：按配方比例將硅生膠、氣相白碳黑EH-5、結(jié)構(gòu)控制劑、阻燃劑、金屬氧 化物加入捏合機中攪拌，同時升溫到180°C后，恒溫混合4小時停止攪拌，待膠料冷卻后取 出； b. 混煉膠加硫分散：將冷卻后的混煉膠用開煉機加入兩種硫化劑、發(fā)泡劑進行混煉， 要求薄通20遍，輥距不大于0. 5mm，保證膠料充分分散均勻； c. 擠出過濾排氣：將分散好的混煉膠用專用過濾擠出機擠成50mm*50mm的膠條待用， 擠出時機頭處加200目不銹鋼濾網(wǎng)兩層，將膠料中的雜質(zhì)過濾掉，同時消除膠料中的空氣， 以保證一段硫化定型時氣孔均勻而無大氣窩； d. -段硫化定型：模具預(yù)熱30分鐘，將擠好的膠條稱重計量均勻擺放到預(yù)熱好的模具 型腔中，合模硫化，140°CX20分鐘后取出，再將一段定型后的膠板趁熱放入180°C的烘箱 中發(fā)泡，1小時后取出； e. 防縮定型處理：將發(fā)泡后海綿膠板放入200°C的烘箱中，熱處理24小時后取出，此時 硅橡膠海綿的泡孔完全定型，不會再產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象。
[0022] 采用本發(fā)明的技術(shù)方案制作的環(huán)保型微孔硅橡膠海綿具有以下優(yōu)點： 1. 高低乙烯基含量的硅生膠相配合可以提升硅橡膠海綿強度； 2. 加入金屬氧化物能夠提高硅橡膠海綿的交聯(lián)度； 3. 低溫硫化劑與高溫硫化劑的配合便于硅橡膠海綿發(fā)泡度的控制及保證交聯(lián)度； 4. 配方設(shè)計方面未添加任何對環(huán)境有害的物質(zhì)，達到歐盟RoHS指令； 5. 產(chǎn)品具有無鹵阻燃、回彈性好，壓縮永久變形小，撕裂強度高，海綿孔結(jié)構(gòu)細微且均 勻，表面光滑不發(fā)粘等優(yōu)點； 6. 產(chǎn)品在高溫環(huán)境下長期使用，回彈及耐溫、耐候性能不下降。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例1的環(huán)保型微孔硅橡膠海綿的放大圖； 圖2是本發(fā)明實施例2的環(huán)保型微孔硅橡膠海綿的放大圖； 圖3是國內(nèi)市場上較佳的硅橡膠海綿的放大圖。
【具體實施方式】
[0024] 為進一步闡述本發(fā)明所達到的預(yù)定目的與技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合圖1、圖2、 圖3與實施例，對本發(fā)明的具體實施方案進行詳細說明。
[0025] 實施例1:一種環(huán)保微孔硅橡膠海綿，其原料按重量份計為：乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為 0. 16%的高乙烯基硅生膠50份、乙烯基摩爾分?jǐn)?shù)為0. 04%的低乙烯基硅生膠50份、補強劑 EH-5氣相白碳黑20份、結(jié)構(gòu)控制劑2份、阻燃劑30份、金屬氧化物5份、環(huán)保型發(fā)泡劑3 份、低溫硫化劑0. 6份、高溫硫化劑2. 5份，其制備過程包括以下步驟： a. 基礎(chǔ)膠密煉：按配方比例將硅生膠、結(jié)構(gòu)控制劑、阻燃劑、金屬氧化物加入捏合機 中攪拌，在攪拌的過程中將氣相白碳黑分批逐步加入到捏合機中，同時升溫，待料溫升到 180°C，恒溫混合4小時后停止攪拌，待膠料冷卻取出； b. 混煉膠加硫分散：將冷卻后的混煉膠用開煉機加入兩種硫化劑、發(fā)泡劑進行混煉， 要求薄通20遍，輥距不大于0. 5mm，保證膠料充分分散均勻； c. 擠出過濾排氣：將分散好的混煉膠用專用過濾擠出機擠成50mm*50mm的膠條待用， 擠出時機頭處加200目不銹鋼濾網(wǎng)兩層，將膠料中的雜質(zhì)過濾掉，同時消除膠料中的空氣， 以保證一段硫化定型時氣孔均勻而無大氣窩； d. 硫化定型：模具預(yù)熱30分鐘，將擠好的膠條根據(jù)產(chǎn)品大小計量稱重均勻擺放到預(yù)熱 好的模具型腔中，合模硫化，充分回壓排氣，140°CX20分鐘后取出，再將一段定型后的膠 板趁熱迅速放入180°C的烘箱中發(fā)泡，恒溫1小時后取出； e. 防縮定型處理：將發(fā)泡后海綿膠板放入200°C的烘箱中，恒溫?zé)崽幚?4小時后取出， 此時硅橡膠海綿的泡孔完全定型，不會再產(chǎn)生收縮變形現(xiàn)象。
[0026]制取的產(chǎn)品與市面上某公司最佳硅橡膠海綿測試后的對比數(shù)據(jù)進行比對得到：
以上數(shù)據(jù)清楚的表明，兩種硅橡膠海綿在硬度和視密度相同的情況下，采用實施例制 取的硅橡膠海綿的的物理性能明顯好于國內(nèi)其它產(chǎn)品，其中拉伸強度更高和壓縮永久變形