CN107201026A - 一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料及其制备方法，发泡材料的组分重量份数如下：丁腈橡胶40-80份，聚酰胺(PA)20-60份，填料0-100份，增塑剂0-50份，硫化剂0.5-4份，促进剂0-5份，防老剂1-3份，防焦剂1-4份，共混发泡材料制备方法主要包含以下步骤：使用密炼机、开炼机等设备对发泡材料的组分进行共混，通过微孔发泡、辐射交联等方法对共混物进行发泡与交联，最后通过切割、冲切、磨削和复合等加工手段把发泡材料加工成各种规格的制品。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料及其制备方法。
背景技术
NBR(丁腈橡胶)是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品，它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
聚酰胺俗称尼龙，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。聚酰胺可由内酸胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的。聚酰胺具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。
发泡材料主要分为软质发泡材料与硬质发泡材料，软质发泡材料质量轻、柔软度好，具备缓冲、吸音、吸震、保温、过滤等功能，广泛应用于电子、家电、汽车、体育休闲等行业。硬质发泡材料与软质发泡材料一样密度很低、但具有很高的强度，适用于要求材料轻、强度高的高端领域，主要应用于风力发电、轨道交通、游艇、航空航天、建筑节能等行业。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料及其制备方 法，丁腈橡胶具有良好的耐水性、耐油性、气密性及优良的粘结性能，而聚酰胺具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性能。两者共混以后能够获得更优的综合性能，制成不同规格的产品，应用于包装材料、土木、建筑、车辆、船舶、绝热、保温、隔音、防潮领域。
一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其配方如下：丁腈橡胶40-80份，聚酰胺(PA)20-60份，填料0-100份，增塑剂0-50份，硫化剂0.5-4份；硫化促进剂0-5份，防老剂1-3份，防焦剂1-4份。
丁腈橡胶包括普通丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶；
聚酰胺包括三元共聚尼龙及长碳链尼龙。
填料为炭黑、白炭黑、碳酸钙、短纤维中的一种或多种；
增塑剂为石蜡油、环烷油、邻苯二甲酸二辛脂中的一种或多种；
硫化剂为硫磺或DCP中的一种；
硫化促进剂为D,DM，TMTD，TAIC、CBS中的一种或多种；
防老剂为TK100、N-苯基-N`-环己基对苯二胺(4010)、4020中的任一种；
防焦剂为N-环己基硫代钛酰亚胺(CTP)。
所述配方还包括活性剂，所述发泡剂2-10份，所述活性剂0.5-4份。
发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)、4，4'-氧双苯磺酰肼(OBSH)中的任一种；
活性剂为氧化锌；
一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其制备步骤如下：
1)混炼加工
设置密炼机温度为150-250℃，先投入PA，待PA熔融后将丁腈橡胶投入密炼机中，扭矩平稳后，依次加入填料、增塑剂，防老剂等，混炼5-7min，出料，开炼机下片，制得母胶。然后将密炼机降至100-140℃，将母胶投入，然后加入硫化剂、促进剂、发泡 剂、活性剂等小料，混炼3-5min，出料得到混炼胶。
2)微孔发泡：将混炼胶放入挤出机，挤出板材、管材或者所需形状，将成型的混料胶放入100-160℃的烘道进行预硫化，预硫化时间为1min-15min，硫化方式为热空气硫化、微波辐射交联或者红外辐射交联等。预硫化好的样品放入高压反应釜中，通入物理发泡剂并升温、加压，当物理发泡剂在预硫化物胶中达到饱和后，采用快速降压法、或快速升温法，制得微孔材料。其中所述物理发泡剂为CO2，N2中的一种或两种气体的混合气体，温度范围为80-170℃，压力为5-60Mpa。
将预硫化微发泡材料放入另一烘道中二次硫化、定型，其中烘道温度为140-180℃，硫化时间为10-60min，硫化方式为热空气硫化、微波辐射交联或者红外辐射交联。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体是一种高性能弹性体材料，本身具有自补强特性，且具有较好的耐老化性和阻燃性。通过微孔发泡法制备的聚酰胺/丁腈橡胶共聚物发泡材料具有良好的韧性、撕裂强度和缓冲性能，且质轻、绝缘、耐候、阻燃、吸水性低、耐高低温、无毒、环保等，可广泛用于减震、密封、潜水、航空航天等各种领域。
附图说明
图1本发明制备方法中，实施例1的扫描电镜图；
图2本发明制备方法中，实施例2的扫描电镜图.。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
PA/NBR 100份，填料10份，防老剂RD 1份，硫化剂1份，硫化促进剂2.5份，活性剂3份。
其中，PA/NBR配比为80/20，PA为长碳链尼龙，填料为碳酸钙；所述硫化剂为硫磺，硫化促进剂为TMTD，CZ；活性剂为氧化锌。
设置密炼机温度为200℃，先投入PA，待PA熔融后将丁腈橡胶投入密炼机中，扭矩平稳后，依次加入活性剂、填料、增塑剂，防老剂等，混炼5-7min，出料，用开炼机下片，制得母胶。然后将密炼机降至140℃，将母胶投入，然后加入硫化剂、促进剂等小料，混炼2-3min，出料得到混炼胶。将混炼胶放入150℃热压机中预硫化5min。预硫化好的样品放入高压反应釜中，反应釜升温至150℃，通入CO2，加压至18Mpa，预硫化物胶在釜中饱和1h后，泄除压力，制得微孔材料。
将预硫化微发泡材料放入烘道中二次硫化、定型，其中烘道温度为180℃，硫化时间为10min。
此实施例的发泡样品密度为0.621g/cm3，扫描电镜图见图1。
实施例2
PA/NBR 100份，填料10份，防老剂RD 1份，硫化剂1.5份，硫化促进剂2.5份，活性剂3份。
其中，PA/NBR配比为50/50，PA为长碳链尼龙，填料为炭黑；所述硫化剂为DCP，硫化促进剂为TAIC。
设置密炼机温度为200℃，先投入PA，待PA熔融后将丁腈橡胶投入密炼机中，扭矩平稳后，依次加入活性剂、填料、增塑剂，防老剂等，混炼5-7min，出料，用开炼机下片，制得母胶。然后将密炼机降至140℃，将母胶投入，然后加入硫化剂、促进剂等小料，混炼1-2min，出料得到混炼胶。将混炼胶放入150℃热压机中预硫化5min。预硫化好的样品放入高压反应釜中，反应釜升温至150℃，通入CO2，加压至18Mpa，预硫化物胶在釜中饱和1h后，泄除压力，制得微孔材料。
将预硫化微发泡材料放入烘道中二次硫化、定型，其中烘道温度为180℃，硫化时 间为10min。
此实施例的发泡样品密度为0.457g/cm3，扫描电镜图见图2。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，其配方组分的重量份数如下：丁腈橡胶40-80份，聚酰胺(PA)20-60份，填料0-100份，增塑剂0-50份，硫化剂0.5-4份；硫化促进剂0-5份，防老剂1-3份，防焦剂1-4份。
2.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，丁腈橡胶包括普通丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶，聚酰胺包括三元共聚尼龙及长碳链尼龙等。
3.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，填料为炭黑、白炭黑、碳酸钙、短纤维中的一种或多种。
4.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，增塑剂为石蜡油、环烷油、邻苯二甲酸二辛脂中的一种或多种。
5.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，硫化剂为硫磺或DCP中的一种，促进剂为D，DM，TMTD，TAIC、CBS中的一种或多种。
6.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，防老剂为TK100、4010、4020中的任一种。
7.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，防焦剂为N-环己基硫代钛酰亚胺(CTP)。
8.根据权利要求书1所述的一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，所述配方还包括活化剂，所述活化剂为氧化锌，用量0.5-4份。
9.一种聚酰胺/丁腈橡胶共混弹性体微孔发泡材料，其特征在于，其制备步骤如下：
1)混炼加工
设置密炼机温度为150-250℃，先投入PA，待PA熔融后将丁腈橡胶投入密炼机中， 扭矩平稳后，依次加入填料、增塑剂，防老剂等，混炼5-7min，出料，用开炼机下片，制得母胶。然后将密炼机降至90-140℃，将母胶投入，然后加入硫化剂、促进剂、活性剂等小料，混炼3-5min，出料得到混炼胶。
2)微孔发泡：将混炼胶放入100-160℃热压机中预硫化1-20min，或者混炼胶放入挤出机，挤出板材、管材或者所需形状，将成型的混料胶放入100-160℃的烘道进行预硫化，预硫化时间3min-20min，硫化方式为热空气硫化、微波辐射交联或者红外辐射交联等。预硫化好的样品放入高压反应釜中，通入物理发泡剂并升温、加压，当物理发泡剂在预硫化物胶中达到饱和后，泄除压力，制得微孔材料。所述物理发泡剂为CO2，N2中的一种或两种气体的混合气体，温度范围为80-170℃，压力为5-60Mpa。
将预硫化微发泡材料放入另一烘道中二次硫化、定型，其中烘道温度为140-180℃，硫化时间为10-60min，硫化方式为热空气硫化、微波辐射交联或者红外辐射交联。
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