CN102093718A - 一种低密度、高开孔率硅橡胶泡沫材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低密度、高开孔率硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特点是：将硅橡胶100重量份、补强剂15～80重量份、结构控制剂2～15重量份，发泡剂5～20重量份、助发泡剂1.5～3重量份和交联剂0.5～4重量份，加入双辊开炼机中进行塑炼，塑炼温度为30～65℃，时间为12分钟，制得硅橡胶泡沫材料；再将上述硅橡胶泡沫材料胶料采用平板硫化机分两段进行化学发泡，一段发泡温度为110～160℃，时间为5～8分钟，二段发泡温度为160～200℃，时间为10～15分钟，制得硅橡胶泡沫材料。该泡沫材料具有低密度，高开孔率的优点，用作减震、绝缘、隔音材料。

Description

一种低密度、高开孔率硅橡胶泡沫材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种低密度，高开孔率硅橡胶泡沫材料的制备方法，属于聚合物加工领域。

背景技术

热硫化型硅橡胶泡沫，除了具有泡沫材料所具有的减震、隔音、隔热、密封等功能外，还具有硅橡胶独特的耐高温和高电热绝缘性能等特殊性能，广泛应用于电子工业和空间技术【雷海军，王进文，热硫化型硅橡胶海绵发泡机理浅析，弹性体，2002，12(1)，24-30.】。其中，硅橡胶开孔泡沫材料【刘道龙，刘鹏波，徐闻，开孔型泡沫硅橡胶材料的制备及力学性能研究，塑料工业，2006，34，98-102.】由于具有较好的吸声性和缓冲性而日益受到工业界及科技界的重视。目前硅橡胶开孔泡沫材料主要采用溶析发泡法制备【黄渝鸿，胡文军周德惠，高性能泡沫橡胶及其制造方法，申请号01107132.X】，通过加入惰性成份，再通过溶剂如水等将惰性成分移出而形成开孔结构。但是溶析发泡工艺比较复杂，物理发泡剂浪费严重且工艺时间较长，能加入的惰性成分含量有限，难以得到低密度的硅橡胶泡沫材料。化学发泡具有反应速度快，周期短等优点。在硅橡胶泡沫材料的制备中有广泛的应用，在化学发泡中，发泡速度和硫化速度是影响硅橡胶泡沫材料结构的两大因素，在硫化速度与发泡剂分解速度匹配良好的情况下，当硫化速度略小于发泡速度时，发泡剂分解产生的气体易于冲破孔壁而形成开孔结构，当硫化速度大于发泡速度时，有利于闭孔结构的形成。由于甲基乙烯基硅橡胶的硫化速度较快，采用化学发泡制备的泡沫硅橡胶多为闭孔材料，材料的压缩变形量及压缩强度、压缩永久变形、压缩应力松弛等均难以达到要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种低密度，高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特点是对硅橡胶材料进行两段化学发泡，制得的硅橡胶泡沫材料密度低，开孔率高，扩大了硅橡胶泡沫材料的应用范围。

本发明的目的采用以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法包括以下步骤：

(1)、硅橡胶泡沫材料胶料的制备

将硅橡胶100重量份、补强剂15～80重量份、结构控制剂2～15重量份，发泡剂5～20重量份、助发泡剂0～3重量份和交联剂0.5～4重量份，加入双辊开炼机中进行塑炼，塑炼温度为30～65℃，时间为12分钟，制得硅橡胶泡沫材料；

(2)、硅橡胶泡沫材料胶料的发泡

将上述硅橡胶泡沫材料胶料采用平板硫化机分两段进行化学发泡，一段发泡温度为110～160℃，时间为5～8分钟，二段发泡温度为160～200℃，时间为10～15分钟，制得硅橡胶泡沫材料。

硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶中的任一种。

补强剂为氧化锌晶须、蒙脱土、纳米二氧化硅和硅灰石中的至少一种。

结构控制剂为二苯基二羟基硅烷，羟基硅油，二苯基硅二醇和六甲基二硅氮烷中的任一种。

发泡剂为偶氮二甲酰胺、N，N--二亚硝基戊甲基四胺、碳酸氢钠、偶氮二甲酸二异丙酯和4，4`-氧代二苯磺酰肼中的任一种。

助发泡剂为氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、硬脂酸铅、氧化镉、尿素/尿素衍生物和碳酸氢钠中的至少一种。

交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲(BPO)2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷中的至少一种。

性能测试：采用Instron 4302万能拉伸试验机，根据GB/T1040-1992，对本发明进行力学性能测试；采用扫描电子显微镜(SEM)测试其泡孔结构。结果表明，表面光滑，微孔精细均匀，密度低，开孔率高达92.9％，并具有良好的机械性能，详见表1所示。

本发明具有如下优点：工艺简单、成本较低。制得的泡沫塑料具有优良的性能，可用于用作减震、绝缘、隔音和日常生活等领域中。

附图说明

图1为硅橡胶泡沫材料的泡孔结构的扫描电子显微镜图像。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1.

将二甲基硅橡胶100kg、纳米二氧化硅20kg，蒙脱土5kg，硅灰石10kg，过氧化二异丙苯1.5kg、二苯基二羟基硅烷2kg、偶氮二甲酰胺20kg、氧化锌1.5kg、硬脂酸0.4kg和硬脂酸锌0.4kg，采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为30℃，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为145℃，二段发泡温度为160℃。

实施例2.

将甲基乙烯基硅橡胶100kg、纳米二氧化硅40kg、氧化锌晶须5kg、过氧化苯甲酰0.3kg、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷1.8kg、羟基硅油6kg、N，N--二亚硝基戊甲基四胺8kg、尿素衍生物2kg、硬脂酸0.8kg和硬脂酸锌0.7kg采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为30℃，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为130℃，二段发泡温度为175℃。

实施例3.

将甲基苯基乙烯基硅橡胶100kg、纳米二氧化硅45kg、蒙脱土5kg、氧化锌晶须5kg、过氧化苯甲酰2.3kkg、过氧化二异丙苯0.5kg、二苯基硅二醇15kg、4，4`-氧代二苯磺酰肼10kg、碳酸氢钠3kg、氧化锌3kg，采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为45℃，然后采用平板硫化机进行发泡，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为115℃，二段发泡温度为165℃。

实施例4.

将甲基乙烯基硅橡胶100kg、蒙脱土10kg、硅灰石5kg、二苯基硅二醇7kg、六甲基二硅氮烷8kg、偶氮二甲酰胺15kg、4，4`-氧二苯磺酰肼5kg、硬脂酸0.6kg、氧化镉0.6kg、硬脂酸锌0.5kg、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷0.7kg和过氧化二异丙苯1.6kg，采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为35℃，然后采用平板硫化机进行发泡，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为135℃，二段发泡温度为160℃。

实施例5.

将二甲基硅橡胶100kg、纳米二氧化硅40kg、氧化锌晶须10kg、六甲基二硅氮烷2kg、偶氮二甲酰胺7.5kg、氧化锌1.7kg、硬脂酸0.3kg和过氧化苯甲酰0.5kg，采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为40℃，然后采用平板硫化机进行发泡，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为110℃，二段发泡温度为175℃。

实施例6.

将二甲基硅橡胶100kg、纳米二氧化硅50kg、蒙脱土30kg、二苯基硅二醇4kg、偶氮二甲酰胺5kg、氧化锌2.3kg、硬脂酸铅1.7kg、氧化镉1kg、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷1.6kg和过氧化二异丙苯2.4kg，采用双辊开炼机进行塑炼，塑炼温度为65℃，然后采用平板硫化机进行发泡，然后采用平板硫化机进行发泡，一段发泡温度为150℃，二段发泡温度为200℃。

表1硅橡胶泡沫材料的性能

Claims (7)

1.一种低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)硅橡胶泡沫材料胶料的制备

将硅橡胶100重量份、补强剂15～80重量份、结构控制剂2～15重量份，发泡剂5～20重量份、助发泡剂1.5～3重量份和交联剂0.5～4重量份，加入双辊开炼机中进行塑炼，塑炼温度为30～65℃，时间为12分钟，制得硅橡胶泡沫材料；

(2)硅橡胶泡沫材料胶料的发泡

将上述硅橡胶泡沫材料胶料采用平板硫化机分两段进行化学发泡，一段发泡温度为110～160℃，时间为5～8分钟，二段发泡温度为160～200℃，时间为10～15分钟，制得硅橡胶泡沫材料。

2.如权利要求1所述低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶中的任一种。

3.如权利要求1所述低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于补强剂为氧化锌晶须、蒙脱土、纳米二氧化硅和硅灰石中的至少一种。

4.如权利要求1所述低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于结构控制剂为二苯基二羟基硅烷，羟基硅油，二苯基硅二醇和六甲基二硅氮烷中的任一种。

5.如权利要求1所述低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于发泡剂为偶氮二甲酰胺、N，N-二亚硝基戊甲基四胺、碳酸氢钠、偶氮二甲酸二异丙酯和4，4`-氧代二苯磺酰肼中的任一种。

6.如权利要求1所述低密度、高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于助发泡剂为氧化锌、硬脂酸锌、硬脂酸、硬脂酸铅、氧化镉、尿素/尿素衍生物和碳酸氢钠中的至少一种。

7.如权利要求1所述一种低密度，高开孔率的硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧基己烷中的至少一种。