CN101289553A - 连续气孔丁腈橡胶发泡材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的是一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料及其制备方法，以其包括丁腈橡胶，填充料，增塑剂，润滑剂，硫化剂，硫化活性剂，促进剂和发泡剂，且其制成品的气孔为相互连接贯通的开孔为制成品的主要特征，而以其制备方法依次包括配料，一段混炼，出片冷却，二段混炼，挂胶冷却，挤塑，烘道发泡硫化，冷却分段，机械辊压开孔为主要特征。本发明制成品具有吸音隔热减震效果好，使用寿命长，适用温度范围宽和环境污染小等特点，而其制备方法具有工艺流程简化，质量好，产量高和节能增效等特点。

Description

连续气孔丁腈橡胶发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料及其制备方法。属于材料技术领域，具体涉及的是吸音隔热减震材料技术领域。

背景技术

本发明所涉及的材料，是主要用作汽车、空调器等的具有良好的吸音隔热减震性能的内装片材。

已有的这种材料，诸如中国专利ZL03118584.3，ZL02808769.0和ZL200510025250.1等，由于其气孔为闭孔，且所用材料含有塑料和/或树脂，而不但其制成品阻尼性能和吸音隔热减震效果差，耐高温和耐低温性能差，其适用温度范围为0～105℃，而且使用寿命短，尤其是由于其燃烧所产生的烟气有害，而会污染环境，因而，正在接受组织干预而被淘汰；且其制备方法又是采用分步硫化工艺，其工艺质量控制比较烦难。

发明内容

本发明旨在提供一种具有较好的阻尼性能和吸音隔热减震效果的，使用寿命长，环境污染小的连续气孔丁腈橡胶发泡材料及其制备方法，以克服已有技术的不足。

本发明实现其目的的技术构想是，以丁腈橡胶为主料，采用热风烘道一次发泡、硫化定型和机械辊压开孔工艺，而制备一种全橡胶的连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

而所述的连续气孔，是气孔与气孔之间互相连接贯通的开孔，而不是如已有技术那样的气孔，是单个气孔独立分布的闭孔。

有鉴于上述构想，本发明连续气孔丁腈橡胶发泡材料，包括主料丁腈橡胶，和填充料，增塑剂，润滑剂，硫化剂，硫化活性剂，促进高速硫化、发泡的促进剂及发泡剂，其创新点在于：

a、其各组分的重量配比是：

丁腈橡胶            100；

填充料              30～150；

增塑剂              30～100；

润滑剂              1～6；

硫黄                1.5～2.5；

硫化活性剂氧化锌    1～10；

促进剂    1～6；

发泡剂    5～30；

b、其制成品的气孔，是相互连接贯通的开孔。

以上所给出的丁腈橡胶，是本发明出于性价比所优选的。但不局限于此。其主料也可以是丁腈橡胶与一种或多种合成橡胶共用。

出于降低生产成本和方便所用原料的组织供货的考虑，本发明还包括丁苯橡胶；所优选的填充料，是碳黑，滑石粉和活性氢氧化铝三种中的一种或二种复配或三种复配的填充料；所优选的增塑剂，是邻苯二甲酸二辛脂和/或氯化石蜡；所优选的润滑剂，是硬脂酸，石蜡和聚乙二醇三种中的一种或二种复配或三种复配的润滑剂；所优选的促进剂，是促进剂M，促进剂DPTT(TRA)和促进剂BZ的复配促进剂；所优选的发泡剂，是发泡剂AC和/或发泡剂DAK。

当采用邻苯二甲酸二辛酯和氯化石蜡，作为其增塑剂时，其重量配比是2∶1～4。

当采用硬脂酸，石腊和聚乙二醇，作为润滑剂是，其二种润滑剂的重量配比是，硬脂酸∶石腊＝2∶1；硬脂酸∶聚乙二醇＝2∶1；当采用硬脂酸、石腊和聚乙二醇作为润滑剂是，其三种润滑剂的重量配比是，硬脂酸∶石腊∶聚乙二醇＝2∶1∶1～2。

当采用发泡剂AC和发泡剂DAK作为发泡剂时，其重量配比是，发泡剂AC∶发泡剂DAK＝10∶1～10。可以通过所述配比的调整，来应对合适的发泡温度。例如，在发泡温度高时，可增加发泡剂DAK；当发泡温度低时，可减少发泡剂DAK。

所述三种促进剂，由于各自的作用和功能不同，因而都是应当加入的。

有鉴于上述考虑和反复试验，本发明优选的一种其各组分的重量配比是：

丁腈橡胶            70～100；

丁苯橡胶            0～30；

碳黑                0～30；

滑石粉              40～80；

活性氢氧化铝        0～80；

邻苯二甲酸二辛酯    10～30；

氯化石蜡            10～50；

硬脂酸              1～2；

石蜡                1～2；

聚乙二醇            1～2；

硫黄                1.5～2.5；

硫化活性剂氧化锌    1～10；

促进剂M             1～3；

促进剂DPTT          0～1.5；

促进剂BZ            0.2～1.5；

发泡剂AC            5～25；

发泡剂DAK           1～10。

为了满足特殊使用场合的特殊要求，本发明还包括阻燃剂三氧化二锑，防老化剂RD和防化老剂4010，稳定剂硬脂酸锌和硬脂酸钡及颜料；且所述三氧化二锑的重量配比为0～15；防老化剂RD的重量配比为0.5～1，防老化剂4010的重量配比为0.5～1；硬脂酸锌的重量配比为0.5～1；硬脂酸钡的重量配比为0.5～2；颜料的重量配比为适量。

且所述阻燃剂、防老化剂和稳定剂3种原料，可以根据需要加入3种中的一种或二种或三种。当然，所述3种原料都加入是最佳的。

所述颜料的用量，可根据实际需要而定。当需要制备彩色的本发明制成品时，其填充料应当不用或少用碳黑。由于填充料滑石粉价格低廉、货源广，本发明主张在一般情况下，可以多用一些滑石粉。

如上述技术方案制备的本发明制成品，在人视10mm长度范围内，有8～15个气孔，且所述气孔是相互连接贯通的开孔；其适用温度为-30℃～120℃，具有良好的吸音隔热减震效果。

一种如以上所述连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，其创新点在于，依次按照以下步骤进行：

a、配料：取所述原料按配比称重；

b、一段混炼；所述一段混炼，是在压力为0.4～0.6MPa，温度为90℃～120℃的条件下进行的；且先加入丁腈橡胶或丁腈橡胶和丁苯橡胶，经混炼1～2min后，再依次先后加入润滑剂、填充剂和部分增塑剂，混炼至所述温度后排胶制成胶料；其混炼时间在6～15min范围内；

c、出片冷却；所述出片冷却，是在开炼机辊温为20～40℃条件下，将b步骤所制取的胶料，经反复混轧后出胶条，待所述胶条冷却后停放待用；

d、二段混炼；所述二段混炼，是在压力为0.4～0.6MPa，温度为65～75℃的条件下进行的；且先加入c步骤所制取的冷胶条，经混炼1～2min后，再依次先后加入氧化锌、发泡剂和余下部分的增塑剂，再混炼1～3min后，加入硫黄和促进剂，混炼至所述温度后排胶制成胶条；其混炼时间在3～15min范围内；

e、挂胶冷却；所述挂胶冷却，是将d步骤所制取的胶条，在开炼机辊温为40～50℃的条件下，经反复混轧后出胶条，再将所述胶条冷却成冷胶条；

f、挤塑；所述挤塑，是在挤出机的螺杆温度为45～65℃、机筒塑化段、挤出段和模头的温度均为45～75℃的条件下，将e步骤所制取的若干根冷胶条，合并在一起加入挤出机，在螺杆转速为12～18rpm条件下，挤出成片料；

g、烘道发泡硫化；所述烘道发泡硫化，是将f步骤所制取的片料，通过机械牵引进入四区段烘道发泡硫化成发泡硫化片料；且所述烘道的一区段的温度为80～120℃，二至四区段的温度分别是145～165℃，165～175℃和170～180℃；牵引速度为4.5～5.5m/min；

h、冷却分段；所述冷却分段，是将g步骤所制取的发泡硫化片料，在机牵引冷却，且按所需长度分段切割成原板片料；

i、机械辊压开孔；所述机械辊压开孔，是将h步骤所制取的原板片料，反复通过辊压，压制成制成品连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

本发明主张所述c步骤和e步骤的反复混轧，是二次薄通一个三角包；且前者c步骤出5mm厚的条片，冷却后叠合停放8h以上，而后者e步骤出3mm厚100mm宽的胶条，挂在架子上冷却后用框子收放。所述f步骤挤出的片料的宽为350～450mm，厚为9～12mm。而所述h步骤所制取的原板片料，可通过检验后入原板库后待用。而所述i步骤的机械辊压开孔，可在反复通过调整好辊距的开炼机上进行。而辊距的调整，应当保证原板片料，不会造成断开和裂缝等破损情况。且辊距的调整，应当由大到小循序渐进地分步进行，以确保开孔质量。

上述；连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，由于采用烘道发泡与硫化定型同步连续进行工艺，而不但简化了工艺过程，且采用简便的机械辊压开孔，因而其制成品的质量好、产量高，具有节能增效和环保等明显的特点和进步。

附图说明

图1是本发明一种具体制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1，描述的是通常的本发明一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料，包括丁腈橡胶，填充料，增塑剂，润滑剂，硫化剂，硫化活化剂，促进高速硫化、发泡的促进剂和发泡剂，其各组分的重量配比是：丁腈橡胶100；填充料120；增塑剂100；润滑剂6；硫黄2.5；硫化活性剂氧化锌10；促进剂6；发泡剂30；而其制成品的气孔，是相互连接贯通的开孔。而所述填充料、增塑剂、润滑剂、硫化剂、硫化活性剂、促进剂和发泡剂，均是业内常用的与丁腈橡胶相适配的市供材料。

实施例2，描述的是本发明另一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料，其各组分的重量配比是，丁腈橡胶70；丁苯橡胶30；碳黑15；滑石粉60；邻苯二甲酸二辛酯25；氯化石蜡20；硬脂酸1；石蜡1；聚乙二醇1；硫黄2；硫化活性剂氧化锌2；促进剂M2；促进剂DPTT1；促进剂BZ1；发泡剂AC偶氮二甲酰胺20；发泡剂DAK2；硬脂酸锌1；硬脂酸钡1；而其制成品的气孔，是相互连接贯通的开孔。

实施例2所给出的是一种空调用吸音材料。其产品密度为50～65kg/m³；拉伸强度≥50KPa；断裂伸长率≥150％；脆性温度≤-30℃。

实施例3，描述的是本发明第三种连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料，其各组分的重量配比是：丁腈橡胶80；丁苯橡胶20；碳黑0；滑石粉40；活性氢氧化铝60；邻苯二甲酸二辛酯15；氯化石蜡40；硬脂酸1；石蜡1；聚乙二醇1；硫黄2；硫化活性剂氧化锌2；促进剂M 2；促进剂DPTT1；促进剂BZ 1；发泡剂AC偶氮二甲酰胺20；发泡剂DAK 2；阻燃剂三氧化二锑10；防老化剂RD 1；防老化剂4010 1；硬脂酸锌1；硬脂酸钡1；红色颜料1；且其制成品的气孔，是相互连接贯通的开孔。

实施例3所给出的是一种汽车用吸音材料。其产品密度为55～75kg/m³；拉伸强度≥50KPa；断裂伸长率≥150％；脆性温度≤-30℃；氧指数≥25％。

实施例4，描述的是本发明一种制备连续气孔丁腈橡胶发泡材料的典型的制备方法，如附图1所示。该实施例4适用于实施例2所给出的所述发泡材料。

一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，依次按照如下步骤进行：

a、配料：按实施例2所给出的各组分重量配比配料；

b、一段混炼；在开炼机上进行，其压力为0.55MPa，温度为115℃，混炼时间为7～10min；加料顺序为，首先加入丁腈橡胶和丁苯橡胶；经混炼1.5min后，先加入所述稳定剂，润滑剂，再加入填充料，最后加入1/3增塑剂，混炼到所述温度排胶得胶料；

c、出片冷却；将b步骤制备的胶料加入开炼机；开炼机的辊温为20～40℃，经二次薄通一个三角包，出5mm厚的胶条，冷却后叠合停放8小时以上；

d、二段混炼；在开炼机上进行，其压力为0.55MPa，温度为70℃，混炼时间为3～5分钟；加料顺序为，先加入由c步骤制备的冷胶条，经混炼1min后，加入氧化锌、发泡剂，再加入余下的增塑剂，混炼2min后加入硫黄、促进剂，混炼到所述温度排胶冷却；

e、挂胶冷却；将d步骤制备的冷胶条，在开炼机辊温40～50℃温度条件下，经二次薄通一个三角包，出3mm厚100mm宽的胶条，挂在架子上冷却后用框子收放；

f、挤塑；使用φ120销钉螺杆挤出机，螺杆温度60℃、机筒塑化段温度65℃、挤出段温度65℃、模头温度60℃，将由e步骤制备的5根冷胶条併合后一起加入挤出机，螺杆转速为16rpm；挤出宽390mm、厚11mm的片料；

g、烘道发泡硫化；将f步骤制备的片料，在机牵引进入发泡硫化烘道。一区为红外线加热，温度为80℃，二至四区为热空气加热，温度分别为145℃、175℃、170℃，烘道辊速分别为4rpm、2.3rpm、2.7rpm、5.3rpm，牵引速度为4.5rpm；经过一步发泡硫化，制备发泡硫化片料；

h、冷却分段；将g步骤制备的发泡硫化片料，在机牵引冷却，且按所需长度分段切割成原板片料；经检验后入原板库；

i、机械辊压开孔；将由h步骤制备的原板片料，反复通过调整好辊距的开炼机，在机械力作用下压成连续气孔丁腈橡胶发泡材料；

j、剖切加工成客户所需尺寸后，经检验包装后入库。

实施例5，请参读附图1。该实施例5适用于制备实施例3所给出的所述发泡材料。

一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，其所述a步骤配料，按实施例3所给出的各组分重量配比配料；在b步骤加入丁腈橡胶和丁苯橡胶经混炼1.5min后，先加入所述防老化剂、稳定剂、润滑剂和填充料，再加入所述阻燃剂，最后加入1/3增塑剂，混炼到所述温度排胶得胶料，除此之外，其它均如同实施例4。

在以上所给出的实施例4、5中，可在调整设备布局后，将一段混炼与二段混炼合併，且省去出片冷却，其工艺流程为，配料→混炼→挂胶冷却→挤塑→烘道发泡硫化→冷却分段→机械辊压开孔→制得连续气孔丁腈橡胶发泡材料；也可以在上述工艺流程中，再省去冷却分段。在烘道发泡硫化后，直接进行机械辊压开孔，其工艺流程为，配料→混炼→挂胶冷却→挤塑→烘道发泡硫化→机械辊压开孔→制得连续气孔丁腈橡胶发泡材料。甚至在上述第二种工艺流程中，再省去挂胶冷却。如此，其制备方法不但更加简化，可以进一步节约能源，减少设备投入，降低生产成本，而且还可以大幅度地提高生产效率，实现连续化规模化大批量生产，进一步达到节能降耗增效的目的。而所述的出片冷却，冷却分段和挂胶冷却，可在线实施风扇等强制冷却。

本发明制成品连续气孔丁腈橡胶发泡材料初样，经检测其各项指标均达到或超过行业标准。

Claims (5)

1、一种连续气孔丁腈橡胶发泡材料，包括主料丁腈橡胶，和填充料，增塑剂，润滑剂，硫化剂，硫化活性剂，促进高速硫化、发泡的促进剂及发泡剂，其特征在于，

a、其各组分的重量配比是：

丁腈橡胶           100；

填充料             30～150；

增塑剂             30～100；

润滑剂             1～6；

硫黄               1.5～2.5；

硫化活性剂氧化锌   1～10；

促进剂             1～6；

发泡剂             5～30；

b、其制成品的气孔，是相互连接贯通的开孔。

2、根据权利要求1所述的连续气孔丁腈橡胶发泡材料，其特征在于，还包括丁苯橡胶，且所述填充料是碳黑，滑石粉和活性氢氧化铝三种中的一种或二种或三种；所述增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯和/或氯化石蜡；所述润滑剂是硬脂酸，石蜡和聚乙二醇三种中的一种或二种或三种；所述促进剂，是促进剂M、促进剂DPTT和促进剂BZ；所述发泡剂是发泡剂AC和/或发泡剂DAK，其各组分的重量配比是：

丁腈橡胶           70～100；

丁苯橡胶           0～30；

碳黑               0～30；

滑石粉             40～80；

活性氢氧化铝       0～80；

邻苯二甲酸二辛酯   10～30；

氯化石蜡           10～50；

硬脂酸             1～2；

石蜡               1～2；

聚乙二醇           1～2；

硫黄               1.5～2.5；

硫化活性剂氧化锌   1～10；

促进剂M            1～3；

促进剂DPTT         0～1.5；

促进剂BZ     0.2～1.5；

发泡剂AC     5～25；

发泡剂DAK    1～10。

3、根据权利要求1或2所述的连续气孔丁腈橡胶发泡材料，其特征在于，还包括阻燃剂三氧化二锑，防老化剂RD和防化老剂4010，稳定剂硬脂酸锌和硬脂酸钡及颜料；且所述三氧化二锑的重量配比为0～15；防老化RD的重量配比为0.5～1，防老化剂4010的重量配比为0.5～1；硬脂酸锌的重量配比为0.5～1；硬酯酸钡的重量配比为0.5～2；颜料的重量配比为适量。

4、一种如权利要求1或2所述的连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于，依次按照以下步骤进行：

a、配料：取所述原料按配比称重；

b、一段混炼；所述一段混炼，是在压力为0.4～0.6MPa，温度为90℃～120℃的条件下进行的；且先加入丁腈橡胶或丁腈橡胶和丁苯橡胶，经混炼1～2min后，再依次先后加入润滑剂、填充剂和部分增塑剂，混炼至所述温度后排胶制成胶料；其混炼时间在6～15min范围内；

c、出片冷却；所述出片冷却，是在开炼机辊温为20～40℃条件下，将b步骤所制取的胶料，经反复混轧后出胶条，待所述胶条冷却后停放待用；

d、二段混炼；所述二段混炼，是在压力为0.4～0.6MPa，温度为65～75℃的条件下进行的；且先加入c步骤所制取的冷胶条，经混炼1～2min后，再依次先后加入氧化锌、发泡剂和余下部分的增塑剂，再混炼1～3min后，加入硫黄和促进剂，混炼至所述温度后排胶制成胶条；其混炼时间在3～15min范围内；

e、挂胶冷却；所述挂胶冷却，是将d步骤所制取的胶条，在开炼机辊温为40～50℃的条件下，经反复混轧后出胶条，再将所述胶条冷却成冷胶条；

f、挤塑；所述挤塑，是在挤出机的螺杆温度为45～65℃、机筒塑化段、挤出段和模头的温度均为45～75℃的条件下，将e步骤所制取的若干根冷胶条，合并在一起加入挤出机，在螺杆转速为12～18rpm条件下，挤出成片料；

g、烘道发泡硫化；所述烘道发泡硫化，是将f步骤所制取的片料，通过机械牵引进入四区段烘道发泡硫化成发泡硫化片料；且所述烘道的一区段的温度为80～120℃，二至四区段的温度分别是145～165℃，165～175℃和170～180℃；牵引速度为4.5～5.5m/min；

h、冷却分段；所述冷却分段，是将g步骤所制取的发泡硫化片料，在机牵引冷却，且按所需长度分段切割成原板片料；

i、机械辊压开孔；所述机械辊压开孔，是将h步骤所制取的原板片料，反复通过辊压，压制成制成品连续气孔丁腈橡胶发泡材料。

5、根据权利要求4所述的连续气孔丁腈橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于，还包括加入所述阻燃剂，防老化剂和稳定剂；所述阻燃剂，防老化剂和稳定剂，是在其b步骤加入部分增塑剂前分别按重量配比加入的。

Images