一種丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料及其制備方法與流程

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚合物發(fā)泡材料是一種由聚合物和包含氣體泡孔組成的特殊材料，與普通聚合物材料相比具有以下特性：(1)密度低：由于發(fā)泡材料中含有大量氣孔存在，因此，其密度僅為同類非發(fā)泡制品的幾分之一甚至是十幾分之一。(2)比強度高：由于發(fā)泡材料的密度僅為非發(fā)泡制品的幾分之一甚至更低，所以具有較高的比強度。(3)隔音效果好：發(fā)泡材料中曲折相連的孔隙，改變了聲音的直線傳播，由于粘滯流動而使其能量損失。多孔體內(nèi)部存在的許多表面，在氣流壓力作用下彼此之間能相對的發(fā)生很短距離的位移，這種移動會造成內(nèi)耗，因此，許多發(fā)泡材料具有良好的聲音阻尼能力，是理想的防噪聲材料。(4)減震性能好：發(fā)泡材料具有較大的變形性，可以較高的吸收機械能量并將其轉(zhuǎn)化為勢能，因此，發(fā)泡材料具有較好的減震防護性能。(5)隔熱性能好：限制發(fā)泡材料熱流的因數(shù)有：固相中的低體積分數(shù)降低了材料的熱傳導；小的孔穴尺寸能通過孔壁的反復吸收和反射，從而抑止了熱對流和減少了熱輻射；封閉孔體能限制氣體的對流。基于上述因素，導致發(fā)泡材料具有較低的熱導率，所以材料的隔熱性能較好。(6)發(fā)泡材料還有其他特殊性能：根據(jù)不同需求，發(fā)泡材料還可應用其他方面，如阻燃等。由于聚合物發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、料省、隔音、減震、比強度高等優(yōu)異性能，與不發(fā)泡的基體材料相比，各方面性能都有較大提高(如沖擊強度可比未發(fā)泡前提高6-7倍，韌性可提高4倍，疲勞壽命可延長5倍)，并且可通過對其進行共混、填充、增強等改性以制得具有不同特殊性能的聚合物發(fā)泡材料，滿足各種不同用途的需求。發(fā)泡材料廣泛應用于航空、汽車、儀器儀表、家電、包裝、醫(yī)療器械、體育用品等以及工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)、國防建設(shè)等領(lǐng)域。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的一種合成橡膠，簡稱nbr。丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產(chǎn)，化學性質(zhì)穩(wěn)定，加工性能良好；耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好；還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。隨著其結(jié)構(gòu)中的丙煉腈含量的增加其相對密度增大，硫化速度加快，拉伸強度性能提高，但回彈性能下降，耐寒性能下降。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。目前丁腈橡膠的發(fā)泡材料基本都是nbr/pvc橡塑共混的發(fā)泡材料，nbr/pvc橡塑發(fā)泡材料一般應用在電器的包裝、鞋底、運動手柄、管路保溫性能等方面。nbr/pvc橡塑共混發(fā)泡材料具有柔性，柔性泡沫絕熱制品具有質(zhì)輕、柔軟、耐熱、阻燃、耐腐蝕、成本低、效率高等特點，具有廣闊的市場前景。但是，現(xiàn)在市面上的發(fā)泡材料都是用化學發(fā)泡劑來發(fā)泡的，而發(fā)泡劑存在甲酰胺殘留，從而限制了此種材料在高端領(lǐng)域的應用，因此一種新型環(huán)保發(fā)泡材料需要被開發(fā)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料及其制備方法，與傳統(tǒng)的發(fā)泡制品相比，本發(fā)明所制得發(fā)泡材料的泡孔均勻可控，力學性能較好，質(zhì)量穩(wěn)定，且無毒環(huán)保，可用于高檔制品中，可用作汽車發(fā)動減震材料，密封材料、發(fā)泡地墊等各種領(lǐng)域。一種丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料，其配方如下：配方包括丁腈橡膠共混料100份，ca/zn穩(wěn)定劑0-4份，填料0-200份，增塑劑0-50份，硫化劑0.6-5份；硫化促進劑0.5-6份，防老劑40102-5份。其中，丁腈橡膠共混料包括丁腈橡膠50-100份，聚氯乙烯0-50份，丁腈橡膠和聚氯乙烯的含量之和為100份。其中，丁腈橡膠為丁腈橡膠、氫化丁腈、羧基丁腈橡膠中的任一種。其中，填料為炭黑、白炭黑、碳酸鈣、高嶺土、短纖維中的一種或多種。其中，增塑劑為芳烴油、石蠟油、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或多種。其中，硫化劑為硫磺或過氧化二異丙苯中的一種。其中，硫化促進劑為dm，tmtd，taic、cbs，hva-2中的一種或多種。其中，所述配方中還包括活化劑，所述活化劑3-15份，所述活化劑為氧化鋅，硬脂酸并用。一種丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料的制備方法，其步驟如下：1)丁腈橡膠微孔發(fā)泡材料制備方法(1)在開煉機上，丁腈橡膠塑煉后依次加入防老劑、填料、增塑劑、活化劑、硫化劑、促進劑等混煉均勻，薄通三次后，下片停放24小時。(2)之后將混煉膠進行返煉，下片后稱取一定量的膠料放入已預熱的模具中，在平板硫化機上進行加壓加熱預硫化，硫化機壓力10mpa，預硫化溫度100-160℃，時間2-40min。(3)將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，先用少量co2吹洗2-3min，然后密封，反應釜溫度為25-80℃，用高壓泵將物理發(fā)泡劑注入高壓釜內(nèi)，使壓力達到5-60mpa，恒壓飽和5-30h，然后迅速卸壓至常壓，取出。(4)將步驟(3)所得微孔材料放入140-180℃的烘道中二次硫化3-20min，得到發(fā)泡材料成品。2)丁腈/聚氯乙烯微孔發(fā)泡材料制備方法(1)將pvc、dop、ca/zn熱穩(wěn)定劑等攪拌均勻，在150～160℃密煉機中進行塑煉，然后加入nbr、填料進行混煉，制成nbr/pvc母膠。然后在低溫輥上，向一定量的nbr/pvc母膠中加入防老劑、填充劑、硫化體系混煉，薄通三次后下片停放24h。(2)通過擠出機擠出板材或管材，擠出機溫度40-60℃。(3)擠出的板材或管材在140-180℃烘道中預硫化10-40min。(4)將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，先用少量co2吹洗2-3min，然后密封，反應釜溫度為80-140℃，用高壓泵將物理發(fā)泡劑注入高壓釜內(nèi)，使壓力達到5-60mpa，恒壓飽和0.5-4h，然后迅速卸壓至常壓，取出，得到發(fā)泡材料。其中步驟(4)中，所述物理發(fā)泡劑為co2，n2中的一種或兩種氣體的混合氣體。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；圖3本發(fā)明制備方法中，實施例3的掃描電鏡圖；圖4本發(fā)明制備方法中，實施例3表皮層掃描電鏡圖的放大圖；圖5本發(fā)明制備方法中，實施例3中間層掃描電鏡圖的放大圖；圖6本發(fā)明制備方法中，實施例4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1nbr100份，填料10份，防老劑40101份，硫化劑2份，硫化促進劑2.5份，活性劑3份。其中，填料為炭黑；所述硫化劑為硫磺，硫化促進劑為tmtd，cz；活性劑為硬脂酸和氧化鋅并用。先將nbr橡膠在開煉機上塑煉，接著加入填充劑、軟化劑、硫化促進劑，硫化劑最后加入。薄通三次后出片，制得混煉膠。膠料放置一天后，返煉。將混煉膠放入所需 模具中，硫化機壓力為10mpa，溫度140℃，預硫化時間為10min。之后，將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，然后密封，反應釜溫度為60℃，將n2注入高壓釜內(nèi)，使壓力達到18mpa，恒壓飽和5h。然后迅速卸壓至常壓，最后在150℃溫度的烘箱中放置4min，得到發(fā)泡材料。此實施例的掃描電鏡圖片見圖1。實施例2hnbr100份，防老劑40101份，硫化劑2.5份，硫化促進劑1.5份，活性劑6份。其中，所述硫化劑為硫磺，硫化促進劑為tmtd；活性劑為硬脂酸和氧化鋅并用。先將nbr橡膠在開煉機上塑煉，接著加入填充劑、軟化劑、硫化促進劑，硫化劑最后加入。薄通三次后出片，制得混煉膠。膠料放置一天后，返煉。將混煉膠放入所需模具中，硫化機壓力為10mpa，溫度140℃，預硫化時間為12min。之后，將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，然后密封，反應釜溫度為60℃，將n2注入高壓釜內(nèi)，使壓力達到18mpa，恒壓飽和5h。然后迅速卸壓至常壓，最后在150℃溫度的烘箱中放置6min，得到發(fā)泡材料。此實施例的掃描電鏡圖片見圖2。實施例3xnbr100份，填料15份，增塑劑3份，防老劑40101.5份，硫化劑1份，硫化促進劑1.5份，活性劑3份。其中，填料為炭黑；增塑劑為芳烴油；硫化劑為過氧化二異丙苯，硫化促進劑為taic；活性劑為硬脂酸和氧化鋅并用。先將nbr橡膠在開煉機上塑煉，接著加入填充劑、軟化劑、硫化促進劑，硫化劑 最后加入。薄通三次后出片，制得混煉膠。膠料放置一天后，返煉。將混煉膠放入所需模具中，硫化機壓力為10mpa，溫度150℃，預硫化時間為8min。之后，將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，然后密封，反應釜溫度為80℃，將n2注入高壓釜內(nèi)，使壓力達到18mpa，恒壓飽和3h。然后迅速卸壓至常壓，最后在160℃溫度的烘箱中放置4min，得到發(fā)泡材料。此種發(fā)泡材料成品為三明治結(jié)構(gòu)，中間層泡孔直徑大，泡孔數(shù)量多；兩邊層泡孔數(shù)量極少，而且泡孔直徑小。可應用于要求質(zhì)輕、耐磨的發(fā)泡材料。其中圖3為實施例3的掃描電鏡圖；圖4為本實施例中表皮層掃描電鏡圖的放大圖；圖5為本實施例中中間層掃描電鏡圖的放大圖。實施例4nbr70份，pvc30份，ca/zn穩(wěn)定劑2份，填料80份，增塑劑20份，防老劑40101份，硫化劑1.4份，硫化促進劑2份，活性劑4份。其中，填料為高嶺土；增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯；硫化劑為過氧化二異丙苯，硫化促進劑為taic；活性劑為硬脂酸和氧化鋅并用。首先將pvc、dop、ca/zn熱穩(wěn)定劑等攪拌均勻，在150～160℃密煉機中進行塑煉，然后加入nbr、高嶺土進行混煉，制成nbr/pvc母膠。然后在80℃輥上，向nbr/pvc母膠中加入防老劑、硫化劑，硫化促進劑，活性劑進行混煉，薄通三次后下片停放24h。設(shè)置擠出機溫度40℃，通過擠出機擠出板材。將板材放入170℃烘道中預硫化15min。將預硫化材料裝入高壓釜內(nèi)，先用少量co2吹洗2-3min，然后密封，反應釜溫度為120℃，用高壓泵將n2入高壓釜內(nèi)，使壓力達到15mpa，恒壓飽和2h，然后迅速卸壓至常壓，取出，得到發(fā)泡材料。此實施例的掃描電鏡圖片見圖6。按常規(guī)方法對上述實施例所制得的發(fā)泡材料的各項性能指標進行檢測，實施例1-4檢測結(jié)果見表1檢測項目實施例1實施例2實施例3實施例4發(fā)泡后密度/g·cm-30.6740.3830.5690.358硬度(邵氏a)53374840以上所述僅為本發(fā)明的實施例，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)。當前第1頁12