CN105175846A - 一种硅橡胶/ldpe共混发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发泡材料技术领域，尤其涉及一种硅橡胶/低密度聚乙烯(LDPE)共混材料发泡成型方法。本发明将硅橡胶与LDPE共混后，加入钛酸酯偶联剂、交联剂、Ac发泡剂、氧化锌、硬脂酸、甲基硅油、白炭黑、抗氧剂、无机填料进行发泡，提高了硅橡胶材料的发泡性能。所制的共混发泡材料泡孔均匀，密度低而且可调，力学性能优良，具有良好的弹性，能够耐候、耐温、耐老化。
Description
技术领域
本发明属于发泡材料技术领域，尤其涉及一种硅橡胶/低密度聚乙烯(LDPE)共混材料发泡成型方法。
背景技术
硅橡胶是一种性能优良的工程材料，应用很广，硅橡胶的分子结构以聚有机硅氧烷为主链衍生，具有一般橡胶不具有的优异性能，如：(1)高温性能。硅橡胶显著的特征是高温稳定性，虽然常温下硅橡胶的强度仅是天然橡胶或某些合成橡胶的一半，但在200℃以上的高温环境下，硅橡胶仍能保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且力学性能无明显变化。(2)低温性能。硅橡胶的玻璃化温度一般为-70～-50℃，特殊配方可达-100℃，表明其低温性能优异。这对航空、宇航工业的意义重大。(3)耐候性硅橡胶中Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，在不加任何添加剂的情况下，就具有优良的耐候性。(4)电气性能。硅橡胶具有优异的绝缘性能，耐电晕性和耐电弧性也非常好。(5)物理机械性能。硅橡胶常温下的物理机械性能比通用橡胶差，但在150℃的高温和-50℃的低温下，其物理机械性能优于通用橡胶。(6)耐油及化学试剂性。普通硅橡胶具有中等的耐油、耐溶剂性能。(7)气体透过性能。室温下硅橡胶对空气、氮、氧、二氧化碳等气体的透气性比天然橡胶高出30-50倍。(8)生理惰性。硅橡胶无毒，无味，无嗅，与人体组织不粘连，具有抗凝血作用，对肌体组织的反应性非常少。特别适合作为医用材料。因此，制备硅橡胶泡沫材料应用价值很大。
但是一般的高温硫化型硅橡胶由于分子链是线性的，熔体强度不高，因而发泡性能较差，力学性能也不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：通过合理的改性工艺，改善硅橡胶的发泡性能，使共混材料泡沫泡孔均匀，泡沫密度低，力学性能优于硅橡胶。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种硅橡胶/LDPE共混发泡材料，为硅橡胶生胶与LDPE的共混物，其中，各组分的重量份数包括：
硅橡胶与低密度聚乙烯难以共同发泡，因此本发明中采用钛酸酯偶联剂来改善这一点，
其中，上述交联剂为过氧化二异丙苯(DCP)，上述抗氧剂为1010，上述无机填料为碳酸钙或云母粉，
上述甲基硅油调节硅橡胶的黏度，实际上是调节硅橡胶的分子量及其分布，因为两者相容性好，分子结构相似，加入适量的硅油能够调节硅橡胶的分子量及其分布，这样制备的硅橡胶/LDPE共混发泡材料性能可调，
为了提高硅橡胶材料的强度，也可以加入了白炭黑，这样对硅橡胶起到补强作用。
本发明还提供了一种上述硅橡胶/LDPE共混发泡材料的制备方法，具体步骤为：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包5-7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以170～190℃，0～10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10-15分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
本发明的有益效果在于：本发明将硅橡胶与LDPE共混后发泡，提高了硅橡胶材料的发泡性能；加入钛酸酯偶联剂，降低了发泡难度，使得硅橡胶/LDPE在10/90～50/50比例范围内进行发泡；所制的共混发泡材料泡孔均匀，密度低而且可调，力学性能优良，具有良好的弹性，能够耐候、耐温、耐老化，加入阻燃剂还可以阻燃，可用于包装、汽车、热绝缘、建筑、缓冲衬垫、吸声降噪等领域。
附图说明
图1是本发明的发泡工艺流程图。
图2为实施例3制备的共混泡沫材料的电子显微镜图。
图3为实施例5制备的共混泡沫材料的电子显微镜图。
具体实施方式
本发明以下各实施例中所采用的原料及设备如表1、表2所示，各实施例中的份数均为重量份数：
表1主要原料
| 原料 | 型号/规格 | 生产厂家 |
| 低密度聚乙烯(LDPE) | 2102TN26 | 齐鲁石化 |
| 甲基-乙烯基硅橡胶生胶 | 110-2 | 山东省莱州市鑫泰化工有限公司 |
| 偶氮二甲酰胺(AC) | Dn≤8 | 上海文华化工颜料有限公司 |
| 过氧化二异丙苯(DCP) | 工业级 | 市售 |
| 硬脂酸 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
| 氧化锌 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
| 白炭黑 | 沉淀法 | 上海亮江钛白化工制品有限公司 |
| 甲基硅油 | 500CS | 常州市科源化工有限公司 |
| 抗氧剂1010 | 工业级 | 市售 |
表2主要设备
实施例1
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为10份时，还含有：LDPE90份，过氧化二异丙苯(DCP)1份，Ac发泡剂4.5份，氧化锌2.3份，硬脂酸1份，甲基硅油9份，抗氧剂1010用0.1份，钛酸酯偶联剂1份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
性能检测：共混发泡材料表观密度为0.1g.cm-3，拉伸强度为1.0MPa，断裂伸长率为220％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
对比实施例1(相比于实施例1的方案，不添加任何钛酸酯偶联剂)
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为10份时，还含有：LDPE90份，过氧化二异丙苯(DCP)1份，Ac发泡剂4.5份，氧化锌2.3份，硬脂酸1份，甲基硅油9份，抗氧剂1010用0.1份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
性能检测：共混发泡材料表观密度为0.6g.cm-3，拉伸强度为0.5MPa，断裂伸长率为160％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
实施例2
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为10份时，还含有：LDPE90份，过氧化二异丙苯(DCP)1份，Ac发泡剂4.5份，氧化锌2.3份，硬脂酸1份，甲基硅油9份，白炭黑2份，抗氧剂1010用0.1份，钛酸酯偶联剂1份，无机填料碳酸钙2份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
测得共混发泡材料表观密度为0.13g.cm-3，拉伸强度为1.3MPa，断裂伸长率为244.8％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
对比实施例2(仅针对无机填料进行改性)
将白炭黑2份、无机填料碳酸钙2份、钛酸酯偶联剂1份混合均匀，搅拌2小时，得到改性过的白炭黑和碳酸钙无机填料；
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为10份时，还含有：LDPE90份，过氧化二异丙苯(DCP)1份，Ac发泡剂4.5份，氧化锌2.3份，硬脂酸1份，甲基硅油9份，抗氧剂1010用0.1份，以及上述改性过的白炭黑和碳酸钙无机填料。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
性能检测：共混发泡材料表观密度为0.73g.cm-3，拉伸强度为0.7MPa，断裂伸长率为190％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
实施例3
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为30份时，还含有：LDPE70份，过氧化二异丙苯(DCP)1.5份，Ac发泡剂5.8份，氧化锌2.9份，硬脂酸1份，甲基硅油27份，抗氧剂1010用0.1份，钛酸酯偶联剂1份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
性能检测：共混发泡材料表观密度为0.12g.cm-3，拉伸强度为0.88MPa，断裂伸长率为206.5％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
共混泡沫材料的电子显微镜图如附图2所示。
对比实施例3(相比于实施例3的方案，不添加任何钛酸酯偶联剂)
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为30份时，还含有：LDPE70份，过氧化二异丙苯(DCP)1.5份，Ac发泡剂5.8份，氧化锌2.9份，硬脂酸1份，甲基硅油27份，抗氧剂1010用0.1份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
性能检测：共混发泡材料表观密度为0.48g.cm-3，拉伸强度为0.39MPa，断裂伸长率为135.2％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
实施例4
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为30份时，还含有：LDPE70份，过氧化二异丙苯(DCP)1.5份，Ac发泡剂5.8份，氧化锌2.9份，硬脂酸1份，甲基硅油27份，白炭黑6份，抗氧剂1010用0.1份，钛酸酯偶联剂1份，无机填料云母粉2份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
测得共混发泡材料表观密度为0.165g.cm-3，拉伸强度为1.14MPa，断裂伸长率为141.8％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
实施例5
发泡配方为，当甲基-乙烯基硅橡胶生胶为50份时，还含有：LDPE50份，过氧化二异丙苯(DCP)2份，Ac发泡剂7份，氧化锌3.5份，硬脂酸1份，甲基硅油45份，白炭黑10份，抗氧剂1010用0.1份，钛酸酯偶联剂1份，无机填料碳酸钙4份。
工艺：
(1)密炼机温度设为120℃，将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼15min；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于120℃的开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包7次，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压(压平)出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中以180℃，10MPa的压力下进行模压发泡，发泡10分钟后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
测得共混发泡材料表观密度为0.27g.cm-3，拉伸强度为0.92MPa，断裂伸长率为150.4％。密度按GB/T6342)1995测试；拉伸强度和断裂伸长率按GB/T528)1998测试。
共混泡沫材料的电子显微镜图如附图3所示。
Claims (8)
1.一种硅橡胶/LDPE共混发泡材料，其特征在于：所述共混发泡材料各组分的重量份数包括，
2.如权利要求1所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料，其特征在于：所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
3.如权利要求1所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料，其特征在于：所述的抗氧剂为1010。
4.如权利要求1所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料，其特征在于：所述的无机填料为碳酸钙或云母粉。
5.如权利要求1所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为，
(1)将LDPE和硅橡胶生胶两种组分通过密炼机密炼；
(2)将步骤(1)中密炼后的LDPE和硅橡胶生胶混合胶于开炼机中开炼，开炼过程中加入其余组分，且交联剂和AC发泡剂最后加入，打三角包，直到共混料混合均匀，将料片趁热取下，于平板硫化机中定型、冷压出片；
(3)将步骤(2)中得到的料片置于模具中，放入硫化压片机中进行模压发泡，发泡后，卸压，取出模具，待冷却后取出发泡材料。
6.如权利要求5所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的密炼机的温度设置为120℃，密炼时间为15min。
7.如权利要求5所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的开炼机的温度设置为120℃。
8.如权利要求5所述的硅橡胶/LDPE共混发泡材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述模压发泡的发泡温度为170～190℃，压力为0～10MPa，发泡时间为10—15分钟。
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| CN102634096A (zh) * | 2012-03-31 | 2012-08-15 | 合肥工业大学 | 一种聚丙烯发泡母料及其制备方法 |
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