CN103589019A - 一种空腔填充用物理发泡橡胶块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空腔填充用物理发泡橡胶块。该发泡橡胶块以橡胶为基体材料，分别加入物理发泡剂、填料、增塑剂、增粘剂、阻燃剂、活性剂、促进剂、硫化剂、炭黑，经混炼后，成型为要求尺寸的橡胶块。本发明遇热发泡，发泡倍率高，对于空腔有良好的填充、密封效果，发泡后泡沫体与钢板或镀锌板具有良好的附着力。由于使用物理发泡剂，本发明相比填加化学发泡剂的橡胶块保存期大大延长，并且发泡时具有低烟的特点，环保性能好。

Description

一种空腔填充用物理发泡橡胶块

技术领域

    本发明涉及填充各种构件空腔的遇热发泡橡胶块，尤其涉及一种空腔填充用物理发泡橡胶块。

背景技术

    车辆在高速行驶过程中，高速气流会从汽车的中空旁路（如汽车的前立柱（A柱）、中立柱（B柱）、后立柱（C柱）、轮罩拱、下纵梁等）穿过，引起车身震动，从而产生强烈的噪声，影响驾乘的舒适感。为了降低上述噪声，目前一般采用发泡密封材料填充上述空腔，抑制震动和吸收、隔绝噪声。填充的发泡密封材料可以是聚氨酯发泡体，或者是焊装工序前，在需要填充的空腔截面安装预成型的遇热发泡组合物，或者是粘贴预成型的遇热发泡橡胶块。遇热发泡体在经过烤漆工序的特定温度时，遇热发泡体会体积膨胀，密封空腔，起到抑制震动，吸收、阻隔噪声的作用。

    由于安装遇热发泡组合物、粘贴遇热发泡橡胶过程不需要大型的专业设备，装配方便，降噪效果好，因而这种方式被普遍使用。特别遇热发泡橡胶块，由于其具有柔软的特性，对于空腔复杂的轮廓具有良好的附贴性、适应性，因而得到广泛应用。但目前的遇热发泡橡胶块（如：中国专利CN1434975A）中的发泡剂主要是采用化学发泡剂。因需要在遇热后要得到较大的体积发泡倍率，故胶块中需要添加大量的化学发泡剂和发泡活性剂，这样造成发泡胶块中发泡剂的活性较高、不稳定，很容易在储存、运输环境温度下出现胶块提前发泡现象，造成胶块变形，以及胶块中发泡剂的提前消耗，使得胶块不能在正常使用中提供足够的发泡倍率，以满足密封空腔的作用。同时在遇热发泡过程中，大量化学发泡剂分解释放出烟雾，其中含有甲醛、一氧化氮、一氧化碳等有毒气体成分，污染环境。开发储存期长、环保型的新一代填充发泡胶块是当前汽车空腔填充材料的急切需求。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种具有长时间存储稳定性，并且在遇热发泡过程中，不放出大量烟雾的、环保型的新一代的空腔填充用物理发泡橡胶块。

    本发明采取的技术方案是：一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，由以下组分按重量份组成：

橡胶        100份                 

物理发泡剂  20～40份

填料        30～300份                

增塑剂      50～200份

增粘剂       5～30份                 

阻燃剂       0～150份

活性剂       5～10份                

促进剂       3～8份

硫化剂       1～5份                

着色剂       0.3～5份。

本发明所述的橡胶为丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或两种。

本发明所述的物理发泡剂为热膨胀性微胶囊,选择热膨胀性微胶囊MSH-500、热膨胀性微胶囊MSH-550、热膨胀性微胶囊M401中的一种或两种。

本发明所述的填料为碳酸钙、滑石粉中的一种或两种。

本发明所述的增塑剂为环烷油、石蜡油、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种。

本发明所述的增粘剂为古马隆树脂、C5树脂、萜烯树脂中的一种或两种。

本发明所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝中的一种或几种。

本发明所述的活性剂为氧化锌、硬脂酸中的一种或两种。

本发明所述的促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂PZ、促进剂TRA、促进剂TMTD中的一种或几种。

本发明所述的硫化剂为硫磺；所述的着色剂为炭黑。

空腔填充用物理发泡橡胶块的制备方法按照下述步骤进行：

步骤一密炼：按比例先将橡胶加入密炼机中塑炼2min左右，然后按比例依次投入活性剂、着色剂，混炼2min,然后再按比例依次投入填料、增塑剂、阻燃剂、增粘剂，混炼均匀后，在80～150℃温度下排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按比例依次加入促进剂、硫化剂，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通1～8遍。然后放厚辊距，按比例加入物理发泡剂，打三角包，打卷，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：根据使用要求，物理发泡橡胶块下片后，可用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。也可以通过挤出机、压延机成型为条状、块状，背面贴敷具有粘接能力的底胶，焊装工序前，直接粘贴在车体空腔的壁上。在烤漆过程的140～210℃温度下烘烤30min左右，物理发泡橡胶块遇热膨胀，填充满车身空腔，并与钣金件附着良好，形成良好的密封效果，起到降低风噪的作用。

    本发明的特点是：使用化学发泡剂的空腔填充用发泡橡胶块的储存期一般在3个月内，过期的橡胶块发泡体积倍率将严重降低，甚至不能发泡。而相比之下，本发明使用物理发泡剂，该物理发泡剂是以热可塑性高分子为壳体，内含液体低沸点碳氢化合物的微胶囊。加热后，高分子壳体软化，其中的液态碳氢化合物变成气体，胶囊体因产生的压力而膨胀。微胶囊内所含不同的碳氢化合物，有不同的起发温度以及最大发泡温度，膨胀后的体积可以为原来的50～100倍。从而解决了现有配方中因含有大量活性剂，发泡剂的活性较高、不稳定而产生提前反应等问题。本发明的储存期大于6个月，经长时间存放的胶块，发泡倍率在140～210℃温度下的发泡倍率仍然没有降低。本发明使用物理发泡剂，在发泡过程中，不产生大量含有有毒气体成分的烟雾，更加环保安全。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明： 

实施例1：

空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

三元乙丙橡胶           100份                 

热膨胀性微胶囊MSH-550  30份

碳酸钙                  120份

滑石粉                  120份                

环烷油                   20份

石蜡油                   80份

邻苯二甲酸二异壬酯       60份

古马隆树脂               10份

C5树脂                   10份                 

十溴二苯乙烷             10份

三氧化二锑                2份

硼酸锌                    2份

氢氧化铝                 60份

氧化锌                    5份

硬脂酸                    2份                

促进剂DM               1.5份

促进剂PZ                 1份

促进剂TRA              0.5份

促进剂TMTD               3份

硫磺                     2份                

炭黑                   0.5份。

实施例1的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将三元乙丙橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入碳酸钙、滑石粉、环烷油、石蜡油、邻苯二甲酸二异壬酯、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、古马隆树脂、C5树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份依次加入促进剂DM、促进剂PZ、促进剂TRA、促进剂TMTD、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，按重量份加入热膨胀性微胶囊MSH-550，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：物理发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

实施例2：

空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

丁苯橡胶                100份                 

热膨胀性微胶囊MSH-500   20份

滑石粉                   90份                

环烷油                   50份

邻苯二甲酸二异壬酯       50份

C5树脂                   10份                 

氧化锌                    3份

硬脂酸                    2份                

促进剂DM                  2份

促进剂TMTD                2份

硫磺                       4份                

炭黑                       1份。

实施例2的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将丁苯橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入滑石粉、环烷油、邻苯二甲酸二异壬酯、C5树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份依次加入促进剂DM、促进剂TMTD、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，按重量份加入热膨胀性微胶囊MSH-500，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：物理发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

实施例3：

空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

聚丁二烯橡胶            100份                 

热膨胀性微胶囊M401      25份

碳酸钙                   60份

环烷油                   30份

石蜡油                   30份

邻苯二甲酸二异壬酯       30份

萜烯树脂                  8份                 

氢氧化铝                 20份

氧化锌                    5份

硬脂酸                    2份                

促进剂M                 1.5份

促进剂TRA                 1份

促进剂TMTD                1份

硫磺                      2份                

炭黑                      2份。

实施例3的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将聚丁二烯橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入碳酸钙、环烷油、石蜡油、邻苯二甲酸二异壬酯、氢氧化铝、萜烯树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份依次加入促进剂M、促进剂TRA、促进剂TMTD、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，按重量份加入热膨胀性微胶囊M401，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：物理发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

实施例4：空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

三元乙丙橡胶             80份                 

丁苯橡胶                 20份

热膨胀性微胶囊MSH-500    25份

热膨胀性微胶囊MSH-550    10份

滑石粉                   30份                

石蜡油                   50份

C5树脂                   5份                 

氧化锌                    5份

硬脂酸                    2份                

促进剂M                   1份

促进剂DM                  1份

促进剂PZ                  1份

促进剂TRA                 1份

促进剂TMTD              2.5份

硫磺                      5份                

炭黑                      5份。

实施例4的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将三元乙丙橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入滑石粉、石蜡油、C5树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份依次加入促进剂M、促进剂DM、促进剂PZ、促进剂TRA、促进剂TMTD、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，按重量份加入热膨胀性微胶囊MSH-500、热膨胀性微胶囊MSH-550，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：物理发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

比较例1：空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

三元乙丙橡胶            100份                 

碳酸钙                   50份

环烷油                   40份

邻苯二甲酸二异壬酯       40份

古马隆树脂                4份

C5树脂                   4份                 

十溴二苯乙烷             25份

三氧化二锑                4份

硼酸锌                    4份

氢氧化铝                100份

氧化锌                   20份

硬脂酸                    2份               

炭黑                       1份

发泡剂AC                  5份

发泡剂OBSH                5份

发泡剂H                  15份 

促进剂M                 1.2份

促进剂PZ                1.2份

促进剂TMTD              1.2份

硫磺                     1.2份。

比较例1的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将三元乙丙橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入碳酸钙、滑石粉、环烷油、邻苯二甲酸二异壬酯、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝、古马隆树脂、C5树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份加入发泡剂AC、发泡剂OBSH、发泡剂H，物料吃尽后，打三角包，打卷，再按重量份依次加入促进剂PZ、促进剂TMTD、促进剂M、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

比较例2：空腔填充用物理发泡橡胶块由以下组分按重量份组成：

丁苯橡胶                100份                 

滑石粉                   70份

石蜡油                   50份

邻苯二甲酸二异壬酯       50份

C5树脂                   5份                 

萜烯树脂                  5份

氧化锌                   15份

硬脂酸                   10份                

    炭黑                      1份

发泡剂AC                 15份

发泡剂OBSH               15份

促进剂TRA                 2份

促进剂M                   4份

硫磺                      5份。

比较例2的制备方法步骤如下：

步骤一密炼：按重量份先将丁苯橡胶加入密炼机中塑炼2min，然后按比例依次投入氧化锌、硬脂酸、炭黑，混炼2min,然后再按比例依次投入滑石粉、石蜡油、邻苯二甲酸二异壬酯、萜烯树脂、C5树脂，混炼均匀后，仓温到100℃时，排胶。

步骤二开炼：由密炼机上排出的混炼胶经开炼机降温至60℃以下，先按重量份加入发泡剂AC、发泡剂OBSH，物料吃尽后，打三角包，打卷，再按重量份依次加入促进剂M、促进剂TRA、硫磺，物料吃尽后，打三角包，打卷，混炼均匀，薄通3～4遍。然后放厚辊距，混炼均匀后，出片。

步骤三成型：发泡橡胶块下片后，用冲裁机冲裁成异型胶片或胶条，焊装工序前，通过胶钉或与尼龙骨架结合通过卡口安装在车体空腔里。

上述实施例中的物理发泡剂MSH-500、物理发泡剂MSH-550为松本油脂制药株式会社生产。物理发泡剂M401为浙江海虹精细化工有限公司提供。

本发明的实施例与比较例的检测结果如下表所示：

本发明的实施例1～4的初始发泡倍率都在8倍以上，其中实施例1初始发泡倍率最大；比较例1、2的初始发泡倍率均在8倍以上。停放6月之后，实施例1～4发泡倍率基本保持不变，而比较例1、2的发泡倍率变化较大，已不能满足使用要求。在发泡烟雾方面，本发明的实施例1～4均无明显烟雾，而比较例1、2烟雾较大。综合上述实施例可见，本发明的实施例1为最佳实施例。

本发明遇热发泡，发泡倍率高，对于空腔有良好的填充、密封效果，发泡后泡沫体与钢板或镀锌板具有良好的附着力。由于使用物理发泡剂，本发明相比填加化学发泡剂的橡胶块保存期大大延长，并且发泡时具有低烟的特点，环保性能好。

Claims (10)

1. 一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，由以下组分按重量份组成：

橡胶        100份                 

物理发泡剂  20～40份

填料        30～300份                

增塑剂      50～200份

增粘剂       5～30份                 

阻燃剂       0～150份

活性剂       5～10份                

促进剂       3～8份

硫化剂       1～5份                

着色剂       0.3～5份。

2.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的橡胶为丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的物理发泡剂为热膨胀性微胶囊,选择热膨胀性微胶囊MSH-500、热膨胀性微胶囊MSH-550、热膨胀性微胶囊M401中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的填料为碳酸钙、滑石粉中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的增塑剂为环烷油、石蜡油、邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的增粘剂为古马隆树脂、C5树脂、萜烯树脂中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的阻燃剂为十溴二苯乙烷、三氧化二锑、硼酸锌、氢氧化铝中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的活性剂为氧化锌、硬脂酸中的一种或两种。

9.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于，所述的促进剂为促进剂M、促进剂DM、促进剂PZ、促进剂TRA、促进剂TMTD中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的一种空腔填充用物理发泡橡胶块，其特征在于 ，所述的硫化剂为硫磺；所述的着色剂为炭黑。