CN112940367A - 一种高密度、低收缩橡塑保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密度、低收缩橡塑保温材料及其制备方法，涉及保温材料技术领域，包括橡胶18‑24份、发泡剂18‑24份、消烟阻燃剂68‑82份、炭黑8‑12份、聚氯乙烯树脂13‑17份、硬脂酸1.3‑1.7份、分散剂1.3‑1.7份、钙锌稳定剂1.3‑1.7份、氯化石蜡油28‑32份、油膏5‑8份、陶土14‑17份、二氧化硅6‑8份、促进剂3.1‑4.5份和玻璃纤维粉5‑10份。通过玻璃纤维粉的加入，玻璃纤维在加工过程中能够沿着流动方向排列，有效降低橡塑材料的收缩；陶土作为一种填料可以提高橡胶的力学性能，改善材料的加工性能，可以起到补强作用，降低材料对泡壁的支撑强度，降低迸泡或塌陷的问题。

Description

一种高密度、低收缩橡塑保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，特别涉及一种高密度、低收缩橡塑保温材料及其制备方法。
背景技术
随着橡塑保温材料应用的日益广泛，部分应用领域的使用条件十分严苛，使用的恶劣环境也暴露出橡塑保温材料的一些缺陷：例如收缩率过大、保温失效、外观破坏等问题。橡塑保温材料作为一种发泡高分子材料，主要依靠材料本身和内部锁住的气体进行保温。当材料内部的气体逃逸或迸泡，内外压力失衡会出现收缩变硬的现象，严重影响材料的保温性能；若增加材料的实体部分，材料的密度会增加，材料的导热系数也会上升，保温效果会降低；且材料内部的泡壁强度不足，将无法承受外力对泡体的破坏，容易发生迸泡或塌陷的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高密度、低收缩橡塑保温材料及其制备方法，解决现有的橡塑保温材料容易收缩影响保温性能的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种高密度、低收缩橡塑保温材料，其特征在于：包括如下重量份原料：
橡胶18-24份、发泡剂18-24份、消烟阻燃剂68-82份、炭黑8-12份、聚氯乙烯树脂13-17份、硬脂酸1.3-1.7份、分散剂1.3-1.7份、钙锌稳定剂1.3-1.7份、氯化石蜡油28-32份、油膏5-8份、陶土14-17份、二氧化硅6-8份、促进剂3.1-4.5份和玻璃纤维粉5-10份。
优选的，所述橡胶为丁苯橡胶。一般来说材料的硬度越大，收缩率越小，含胶率越大，收缩率越大，丁苯橡胶本身的收缩率相较于其他橡胶来说，收缩率较低。
优选的，所述消烟阻燃剂为氧化钼、氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，其中，所述氧化钼占5-10份，所述氢氧化镁占10-15份，所述氢氧化铝占53-57份。
优选的，所述促进剂为二亚硝基五亚甲基四胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌和六硫化五亚甲基秋兰姆的混合物，其中，所述二亚硝基五亚甲基四胺占0.8-1.2份，所述二丁基二硫代氨基甲酸锌占1-1.5份，所述二乙二硫代氨基甲酸锌占0.5-0.8份，所述六硫化五亚甲基秋兰姆占0.8-1份。
一种所述的高密度、低收缩橡塑保温材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将按所需重量份称取的橡胶、发泡剂、消烟阻燃剂、炭黑、聚氯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡油、油膏、陶土、二氧化硅和玻璃纤维粉放入密炼机进行密炼，密炼至157℃-160℃出料，得到一号胶；
(2)将所述一号胶倒入开炼机完全薄通两次，降温后投入自动摆料架翻胶200-300秒后切片，冷却后卸料至托盘，得到一号胶片；
(3)将所述一号胶片再次投入开炼机进行二次开练，压热包辊后依次加入按所需重量份称取的促进剂，搅拌均匀后入自动翻料擘，自动翻料200-400秒开始下料，胶条不切断直至料下完，得到二号胶条；
(4)将所述二号胶条放入多螺杆挤出机，启动多螺杆挤出机，调整转速15-25转/分，将胶条均匀喂入喂料口，经过多层磨具挤出成型，再通过压延成型，得到成型料；
(5)将所述成型料送入有多节烘道的烘箱发泡出橡胶管；
(7)将所述橡塑管引入水槽冷却，再经过循环风冷却后送至切台进行剪切，包装。
优选的，步骤(4)中多螺杆挤出机上的温度为：机头段40℃-45℃、挤出段40℃-45℃、塑化段40℃-45℃、螺杆段35℃-40℃。
优选的，步骤(5)中多节烘道的各节烘道温度为：一节120℃-125℃，二节125℃-135℃，三节135℃-145℃，四节145℃-155℃，五节155℃-165℃，六节165℃-175℃。
采用上述技术方案，通过玻璃纤维粉的加入，玻璃纤维在加工过程中能够沿着流动方向排列，有效降低橡塑材料的收缩；陶土作为一种填料可以提高橡胶的力学性能，改善材料的加工性能，可以起到补强作用，降低材料对泡壁的支撑强度，降低迸泡或塌陷的问题；通过调节发泡剂及其比例，保障了产品发气量；通过在加工过程中调控密炼机较高的密炼温度，保证物料的有效流动性，便于玻璃纤维粉的均匀分散，保证玻璃纤维粉对橡塑材料收缩性调控的均匀性；通过调控多螺杆挤出机的转速，保证物料充足的挤出保压时间，保证产品较高的强度和较低的收缩；采用多螺杆挤出保障了产品表面的光滑平整，胶料的密度和质量，大大提高，将普通的单层(约10米)风冷扩展至45米，充分的冷却，降低了产品的收缩率。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
丁苯橡胶20kg、发泡剂DN-12 20kg、氧化钼8kg、氢氧化镁13kg、氢氧化铝55kg、炭黑10kg、聚氯乙烯树脂15kg、硬脂酸1.5kg、分散剂FL(青岛信来通化工)1.5kg、钙锌稳定剂TG-305F(淄博新国风新塑料材料)1.5kg、氯化石蜡油30kg、油膏6kg、陶土15kg、二氧化硅7kg、二亚硝基五亚甲基四胺1.0kg、二丁基二硫代氨基甲酸锌1.3kg、二乙二硫代氨基甲酸锌0.6kg、六硫化五亚甲基秋兰姆0.9kg和玻璃纤维粉8kg，对上述原料进行种类核对及重量称重；
将上述称量好的丁苯橡胶、发泡剂DN-12、氧化钼、氢氧化镁、氢氧化铝、炭黑、聚氯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂FL、钙锌稳定剂TG-305F、氯化石蜡油、油膏、陶土、二氧化硅和玻璃纤维粉放入密炼室进行密炼，密炼至158℃出料，得一号胶；
将上述一号胶倒入开炼机完全薄通两次降温后投自动摆料架翻胶240秒后切片，切出的胶片厚度7-8mm，胶片宽度900-1000mm，胶片长度4000-5000mm，冷却后卸料至托盘待用，得一号胶片；
将一号胶片称重再次投入开炼机进行二次开练，压热包辊后依次加入按重量份数称取的二亚硝基五亚甲基四胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌和六硫化五亚甲基秋兰姆，搅拌均匀后投胶料到自动翻料擘、开计时器、自动翻料300秒开始下料、胶条厚度7-8mm，胶条宽度150-200mm，胶条不切断直至料下完，得二号胶条；
采用多螺杆挤出机，多螺杆的啮合区相对于单螺杆挤出机的增多，碾压剪切面积成倍增加，进过这种多层挤出，胶料的密度和质量，大大提高；将二号胶条放入挤出机，依次调整挤出机上的温度为：机头段43℃、挤出段43℃、塑化段43℃、螺杆段38℃，启动多螺杆挤出机，调整转速20转/分，将胶条均匀喂入喂料口(防止表面起皱)，经过多层磨具挤出成型，再通过压延成型，得成型料；
将上述成型料经引料棒送入有多节烘道的烘箱发泡出橡胶管(板)；多节烘道的各节烘道温度为：一节123℃，二节130℃，三节140℃，四节150℃，五节160℃，六节170℃，得橡塑管；
将上述橡塑管用引料棒将其引入水槽冷却(约10米),再经过上下三层，每层约15米共计约45米的循环风冷后经传递带送至切台；
调整切台的速度，使其与冷却传送带一致，调节计米器，按尺寸要求进行剪切，包装，放至存放区。
实施例2
丁苯橡胶18kg、发泡剂DN-12 18kg、氧化钼5kg、氢氧化镁10kg、氢氧化铝53kg、炭黑8kg、聚氯乙烯树脂13kg、硬脂酸1.3kg、分散剂FL(青岛信来通化工)1.3kg、钙锌稳定剂TG-305F(淄博新国风新塑料材料)1.3kg、氯化石蜡油28kg、油膏5kg、陶土14kg、二氧化硅6kg、二亚硝基五亚甲基四胺0.8kg、二丁基二硫代氨基甲酸锌1kg、二乙二硫代氨基甲酸锌0.5kg、六硫化五亚甲基秋兰姆0.8kg和玻璃纤维粉5kg，对上述原料进行种类核对及重量称重；
将上述称量好的丁苯橡胶、发泡剂DN-12、氧化钼、氢氧化镁、氢氧化铝、炭黑、聚氯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂FL、钙锌稳定剂TG-305F、氯化石蜡油、油膏、陶土、二氧化硅和玻璃纤维粉放入密炼室进行密炼，密炼至157℃出料，得一号胶；
将上述一号胶倒入开炼机完全薄通两次降温后投自动摆料架翻胶200秒后切片，切出的胶片厚度7-8mm，胶片宽度900-1000mm，胶片长度4000-5000mm，冷却后卸料至托盘待用，得一号胶片；
将一号胶片称重再次投入开炼机进行二次开练，压热包辊后依次加入按重量份数称取的二亚硝基五亚甲基四胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌和六硫化五亚甲基秋兰姆，搅拌均匀后投胶料到自动翻料擘、开计时器、自动翻料200秒开始下料、胶条厚度7-8mm，胶条宽度150-200mm，胶条不切断直至料下完，得二号胶条；
采用多螺杆挤出机，多螺杆的啮合区相对于单螺杆挤出机的增多，碾压剪切面积成倍增加，进过这种多层挤出，胶料的密度和质量，大大提高；将二号胶条放入挤出机，依次调整挤出机上的温度为：机头段40℃、挤出段40℃、塑化段40℃、螺杆段35℃，启动多螺杆挤出机，调整转速15转/分，将胶条均匀喂入喂料口(防止表面起皱)，经过多层磨具挤出成型，再通过压延成型，得成型料；
将上述成型料经引料棒送入有多节烘道的烘箱发泡出橡胶管(板)；多节烘道的各节烘道温度为：一节120℃，二节125℃，三节135℃，四节145℃，五节155℃，六节165℃，得橡塑管；
将上述橡塑管用引料棒将其引入水槽冷却(约10米),再经过上下三层，每层约15米共计约45米的循环风冷后经传递带送至切台；
调整切台的速度，使其与冷却传送带一致，调节计米器，按尺寸要求进行剪切，包装，放至存放区。
实施例3
丁苯橡胶24kg、发泡剂DN-12 24kg、氧化钼10kg、氢氧化镁15kg、氢氧化铝57kg、炭黑12kg、聚氯乙烯树脂17kg、硬脂酸1.7kg、分散剂FL(青岛信来通化工)1.7kg、钙锌稳定剂TG-305F(淄博新国风新塑料材料)1.7kg、氯化石蜡油32kg、油膏8kg、陶土17kg、二氧化硅8kg、二亚硝基五亚甲基四胺1.2kg、二丁基二硫代氨基甲酸锌1.5kg、二乙二硫代氨基甲酸锌0.8kg、六硫化五亚甲基秋兰姆1kg和玻璃纤维粉10kg，对上述原料进行种类核对及重量称重；
将上述称量好的丁苯橡胶、发泡剂DN-12、氧化钼、氢氧化镁、氢氧化铝、炭黑、聚氯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂FL、钙锌稳定剂TG-305F、氯化石蜡油、油膏、陶土、二氧化硅和玻璃纤维粉放入密炼室进行密炼，密炼至160℃出料，得一号胶；
将上述一号胶倒入开炼机完全薄通两次降温后投自动摆料架翻胶300秒后切片，切出的胶片厚度7-8mm，胶片宽度900-1000mm，胶片长度4000-5000mm，冷却后卸料至托盘待用，得一号胶片；
将一号胶片称重再次投入开炼机进行二次开练，压热包辊后依次加入按重量份数称取的二亚硝基五亚甲基四胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌和六硫化五亚甲基秋兰姆，搅拌均匀后投胶料到自动翻料擘、开计时器、自动翻料400秒开始下料、胶条厚度7-8mm，胶条宽度150-200mm，胶条不切断直至料下完，得二号胶条；
采用多螺杆挤出机，多螺杆的啮合区相对于单螺杆挤出机的增多，碾压剪切面积成倍增加，进过这种多层挤出，胶料的密度和质量，大大提高；将二号胶条放入挤出机，依次调整挤出机上的温度为：机头段45℃、挤出段45℃、塑化段45℃、螺杆段40℃，启动多螺杆挤出机，调整转速25转/分，将胶条均匀喂入喂料口(防止表面起皱)，经过多层磨具挤出成型，再通过压延成型，得成型料；
将上述成型料经引料棒送入有多节烘道的烘箱发泡出橡胶管(板)；多节烘道的各节烘道温度为：一节125℃，二节135℃，三节145℃，四节155℃，五节165℃，六节175℃，得橡塑管；
将上述橡塑管用引料棒将其引入水槽冷却(约10米),再经过上下三层，每层约15米共计约45米的循环风冷后经传递带送至切台；
调整切台的速度，使其与冷却传送带一致，调节计米器，按尺寸要求进行剪切，包装，放至存放区。
经测试，本发明的材料导热系数≦0.041，氧指数≧32，热收缩率≤4％，密度可以达到0.5g/cm3以上，表面放热系数高，达9w/(m2*k)，防腐效果、防霉效果达到1级，且本发明的材料富含不燃、阻燃、减烟等原料，燃烧时产生的烟气浓度极小，不熔化、且不产生火球下滴，具有自然熄火特征，符合国家标准GB8624。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高密度、低收缩橡塑保温材料，其特征在于：包括如下重量份原料：
橡胶18-24份、发泡剂18-24份、消烟阻燃剂68-82份、炭黑8-12份、聚氯乙烯树脂13-17份、硬脂酸1.3-1.7份、分散剂1.3-1.7份、钙锌稳定剂1.3-1.7份、氯化石蜡油28-32份、油膏5-8份、陶土14-17份、二氧化硅6-8份、促进剂3.1-4.5份和玻璃纤维粉5-10份。
2.根据权利要求1所述的高密度、低收缩橡塑保温材料，其特征在于：所述橡胶为丁苯橡胶。
3.根据权利要求1所述的高密度、低收缩橡塑保温材料，其特征在于：所述消烟阻燃剂为氧化钼、氢氧化镁和氢氧化铝的混合物，其中，所述氧化钼占5-10份，所述氢氧化镁占10-15份，所述氢氧化铝占53-57份。
4.根据权利要求1所述的高密度、低收缩橡塑保温材料，其特征在于：所述促进剂为二亚硝基五亚甲基四胺、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二乙二硫代氨基甲酸锌和六硫化五亚甲基秋兰姆的混合物，其中，所述二亚硝基五亚甲基四胺占0.8-1.2份，所述二丁基二硫代氨基甲酸锌占1-1.5份，所述二乙二硫代氨基甲酸锌占0.5-0.8份，所述六硫化五亚甲基秋兰姆占0.8-1份。
5.一种如权利要求1-4任一所述的高密度、低收缩橡塑保温材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将按所需重量份称取的橡胶、发泡剂、消烟阻燃剂、炭黑、聚氯乙烯树脂、硬脂酸、分散剂、钙锌稳定剂、氯化石蜡油、油膏、陶土、二氧化硅和玻璃纤维粉放入密炼机进行密炼，密炼至157℃-160℃出料，得到一号胶；
(2)将所述一号胶倒入开炼机完全薄通两次，降温后投入自动摆料架翻胶200-300秒后切片，冷却后卸料至托盘，得到一号胶片；
(3)将所述一号胶片再次投入开炼机进行二次开练，压热包辊后依次加入按所需重量份称取的促进剂，搅拌均匀后入自动翻料擘，自动翻料200-400秒开始下料，胶条不切断直至料下完，得到二号胶条；
(4)将所述二号胶条放入挤出机，启动挤出机，调整转速15-25转/分，将胶条均匀喂入喂料口，经过多层磨具挤出成型，再通过压延成型，得到成型料；
(5)将所述成型料送入有多节烘道的烘箱发泡出橡胶管；
(7)将所述橡塑管引入水槽冷却，再经过循环风冷却后送至切台进行剪切，包装。
6.根据权利要求5所述的高密度、低收缩橡塑保温材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中挤出机上的温度为：机头段40℃-45℃、挤出段40℃-45℃、塑化段40℃-45℃、螺杆段35℃-40℃。
7.根据权利要求5所述的高密度、低收缩橡塑保温材料的制备方法，其特征在于：步骤(5)中多节烘道的各节烘道温度为：一节120℃-125℃，二节125℃-135℃，三节135℃-145℃，四节145℃-155℃，五节155℃-165℃，六节165℃-175℃。
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