CN109608778A - 一种橡胶发泡材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种橡胶发泡材料的制备方法，属于材料制备领域，其特征在于：将准备配料：密炼机中加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油、硫化剂和助硫化剂混炼；出料后往开炼机上薄通下片，停放备用；将混炼胶裁样，将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡；将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。通过对现有工艺的改进，制备发泡密度沿厚度方向呈梯度变化的三元乙丙橡胶发泡材料，在叠层厚度不变的情况下，随着中间层发泡剂用量的减少，拉伸强度和扯断伸长率逐渐增大，在较高的应力下，梯度EPDM发泡材料比传统均质橡胶发泡材料具有更强的吸能效果。

Description

一种橡胶发泡材料的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种橡胶发泡材料的制备方法。
背景技术
橡胶海绵制品由于具有良好的缓冲、压缩、吸能、隔热及降噪吸声等性能，被广泛用于制造汽车的挡风条、缓冲胶垫、建筑工程用密封垫片、弱电部件的绝热材料及减振材料等。三元乙丙橡胶(EPDM)具有优异的化学稳定性、耐老化性、耐化学性、电绝缘性以及良好的冲击弹性和耐低温性能。因此，EPDM在发泡橡胶制品工业中获得越来越广泛的应用。但由于EPDM发泡材料的力学性能较差，在使用上有颇多限制，目前的研究大多是通过改变配方中填料的含量或加工方法来提升其力学性能，而忽视了泡孔分布结构设计对其性能的影响。梯度材料是指材料的组分和结构沿某一方向连续或准连续地呈梯度变化，使材料的宏观性能也呈现梯度变化的一种新型非均匀材料。以树脂为基体用4种玻璃微球制备了功能梯度发泡材料，发现通过调节泡沫的密度或体积可实现控制梯度发泡材料的压缩模量、强度及总能量吸收。
发明内容
本发明旨在提供一种橡胶发泡材料的制备方法。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按质量份配比准备配料：EPDM 100，硫化剂1-3，助硫化剂1-2，氧化锌3-5，硬脂酸2-5，炭黑25-30，石蜡油20-30，发泡剂2-7；
2）密炼机的起始温度为65-70℃ 、转速45 r/min，加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油分2次加入，最后加入硫化剂和助硫化剂，混炼约5-10min，排胶温度不超过130℃；
3）出料后往开炼机上薄通6-8次下片，停放10-12h备用；将混炼胶裁样，采用103％的填允系数将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡，硫化温度160-170℃，硫化时间取正硫化时间；
4）将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述助硫化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-500型密炼机。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂采用XIB-D 500×500型平板硫化机。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，通过对现有工艺的改进，制备发泡密度沿厚度方向呈梯度变化的三元乙丙橡胶发泡材料，在叠层厚度不变的情况下，随着中间层发泡剂用量的减少，试样的邵尔C硬度、拉伸强度和扯断伸长率逐渐增大，100％ 和300％定伸应力在最内层发泡剂用量达到7份(质量)后不再增加，转而呈下降趋势。在较高的应力下，梯度EPDM发泡材料比传统均质橡胶发泡材料具有更强的吸能效果．而玻璃化转变温度和阻尼因子基本不变。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明所述橡胶发泡材料的制备方法进行详细说明。
实施例一
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按质量份配比准备配料：EPDM 100，硫化剂1，助硫化剂1，氧化锌3，硬脂酸2，炭黑25，石蜡油20，发泡剂2；
2）密炼机的起始温度为65℃ 、转速45 r/min，加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油分2次加入，最后加入硫化剂和助硫化剂，混炼约5min，排胶温度不超过130℃；
3）出料后往开炼机上薄通6次下片，停放10h备用；将混炼胶裁样，采用103％的填允系数将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡，硫化温度160℃，硫化时间取正硫化时间；
4）将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述助硫化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-500型密炼机。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂采用XIB-D 500×500型平板硫化机。
实施例二
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按质量份配比准备配料：EPDM 100，硫化剂2，助硫化剂1.5，氧化锌4，硬脂酸3，炭黑28，石蜡油25，发泡剂5；
2）密炼机的起始温度为66℃ 、转速45 r/min，加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油分2次加入，最后加入硫化剂和助硫化剂，混炼约8min，排胶温度不超过130℃；
3）出料后往开炼机上薄通7次下片，停放11h备用；将混炼胶裁样，采用103％的填允系数将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡，硫化温度166℃，硫化时间取正硫化时间；
4）将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述助硫化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-500型密炼机。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂采用XIB-D 500×500型平板硫化机。
实施例三
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，包括如下步骤：
1）按质量份配比准备配料：EPDM 100，硫化剂3，助硫化剂2，氧化锌5，硬脂酸5，炭黑30，石蜡油30，发泡剂7；
2）密炼机的起始温度为70℃ 、转速45 r/min，加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油分2次加入，最后加入硫化剂和助硫化剂，混炼约10min，排胶温度不超过130℃；
3）出料后往开炼机上薄通8次下片，停放12h备用；将混炼胶裁样，采用103％的填允系数将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡，硫化温度170℃，硫化时间取正硫化时间；
4）将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述助硫化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述密炼机采用XSM-500型密炼机。
本发明所述橡胶发泡材料的制备方法，所述硫化剂采用XIB-D 500×500型平板硫化机。
随着层数的增多，单层厚度减小，材料更趋近于连续变化的梯发结构，压力不均的状况得以改善， 层问界 处易产生较多小泡，发泡密度和邵尔C硬度随内层密度的增大略有增加，分析原因是由于在内层减少了发泡剂的用鼙会使材料的密度增大，即密实胶含量增多，故邵尔C硬度、拉伸强度和扯断伸长率也随之增大，可以说在某种程度上减少内层发泡剂的用量将提高其力学性能。100%和300%定伸应力在最内层发泡剂用量达到7份后便不再增加，而是呈下降趋势。这可能是由于随着层数的增多，界面处异相成核的几率增大，导致力学性能下降所致。
具有梯度结构的橡胶发泡材料，在压缩过程中首先被压缩的是最先受力的外层，当外层被完全压缩，即进入密实化阶段后，发泡密度相对低的下一层继续受力压缩。这种优化的结构可使橡胶发泡材料在低应力下由外层提供吸能作用，在高应力下，密度较高的内层起吸能作用，以便综合二者的优势。随着层数的增多，由于内层密实胶的含量增多，在小应力下的吸能效果也会相对变差。具有梯度结构的橡胶发泡材料的，在更大的应力下达到最大，这也是由于其内部具有密度较高的部分所致。
在叠层厚度不变的情况下，在厚度方向上改变发泡剂的用量，随着中间层发泡剂用量的减少，发泡材料的邵尔C硬度、拉伸强度和扯断伸长率逐渐增大，100％ 和300％ 定伸应力在最内层发泡剂用量达到7份后不再增加，而呈下降趋势。在较高的应力下，梯度EPDM 发泡材料比传统均质橡胶发泡材料具有更强的吸能效果。

Claims (6)

1.一种橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）按质量份配比准备配料：EPDM 100，硫化剂1-3，助硫化剂1-2，氧化锌3-5，硬脂酸2-5，炭黑25-30，石蜡油20-30，发泡剂2-7；
2）密炼机的起始温度为65-70℃ 、转速45 r/min，加入EPDM生胶，待转矩平稳后加入发泡剂、氧化锌和硬脂酸;随后将填料、石蜡油分2次加入，最后加入硫化剂和助硫化剂，混炼约5-10min，排胶温度不超过130℃；
3）出料后往开炼机上薄通6-8次下片，停放10-12h备用；将混炼胶裁样，采用103％的填允系数将其置于平板硫化机上，采用模压法硫化发泡，硫化温度160-170℃，硫化时间取正硫化时间；
4）将混炼胶进行叠层复合，放入模具中发泡硫化，获得在垂直方向上发泡密度呈梯度变化的橡胶发泡材料。
2.根据权利要求1所述橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
3.根据权利要求2所述橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于：所述硫化剂为过氧化二异丙苯。
4.根据权利要求3所述橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于：所述助硫化剂为三烯丙基异三聚氰酸酯。
5.根据权利要求4所述橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于：所述密炼机采用XSM-500型密炼机。
6.根据权利要求5所述橡胶发泡材料的制备方法，其特征在于：所述硫化剂采用XIB-D500×500型平板硫化机。
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