CN114133671B - 一种密封抗震泡棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及发泡材料的技术领域，具体公开了一种密封抗震泡棉及其制备方法。一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：丁基橡胶70‑90份、三元乙丙橡胶10‑30份、发泡剂1‑3份、氧化锌0.5‑1份、硫化剂A4‑6份、促进剂3‑5份、功能填料20‑30份。一种密封抗震泡棉和制备方法，包括密封层混炼胶、抗震层混炼胶、多层共挤、预硫化、发泡成型的制备步骤。本申请的密封抗震材料具有良好的密封和抗震性能。

Description

一种密封抗震泡棉及其制备方法
技术领域
本申请涉及发泡材料技术领域，具体公开了一种密封抗震泡棉及其制备方法。
背景技术
聚合物发泡材料是以合成塑料、合成橡胶或天然高分子材料为基材制备的内部充满无数泡孔的轻质材料，相对于密实材料而言，发泡材料具有密度小、质量轻、比力学性能高、缓冲减震性能优异等优点，其大量的泡孔结构也赋予材料良好的隔音、隔热功能，广泛运用于航空、汽车、仪器仪表、家电、包装、医疗器械、体育用品等领域。
三元乙丙橡胶材料具有优异的化学稳定性能、耐老化性能和防水性能，被广泛运用于汽车门窗密封、家电包装等领域。采用三元乙丙橡胶制备的发泡材料虽然具有良好的抗震性能，但是泡孔开口率较高，会导致材料的力学性能不佳，密封性能下降，且由于受到光、热、氧等环境因素的影响，会导致其抗震和密封性能逐渐下降，从而导致材料的性能失效，这也在一定程度上影响了材料的进一步推广和运用。
发明内容
为了进一步提高泡棉的密封和抗震性能，本申请提供了一种密封抗震泡棉及其制备方法，采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，采用如下技术方案：一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：丁基橡胶70-90份、三元乙丙橡胶10-30份、发泡剂1-3份、氧化锌0.5-1份、硫化剂A4-6份、促进剂3-5份、功能填料20-30份。
通过上述技术方案，本申请优化了密封层的各原料组份和配比，并通过引入层状结构来进一步提高泡棉的密封和抗震性能。三元乙丙橡胶与丁基橡胶的结构和溶解度参数相近，能以任意比例互溶，具有较好的相容性和共硫化性，将三元乙丙橡胶和丁基橡胶共混并用，能够保留了三元乙丙橡胶较高的弹性和丁基橡胶优良的气密性能，混合并用体系的橡胶抗解聚和抗交联网络破坏能力更高，硫化产物的抗高温压缩永久变形性能更优，抗外力冲击和减震效果更优。
密封层的丁基橡胶含量高，发泡率低，泡孔数量较抗震层少，因此结构更加密实，具有良好的气密性和阻隔效果，密封性能优异；抗震层和密封层形成交替层状复合结构，能保持不同功能层的本征特征，且具有丰富的层界面，有效提高复合材料的力学性能、阻隔性能和阻尼性能，从而提高泡棉的抗震和密封性能。
进一步地，所述每层所述抗震层包括以下重量份物质：丁基橡胶20-40份；三元乙丙橡胶60-80份；发泡剂3-5份；氧化锌1-2份；硫化剂B4-6份；促进剂3-5份；功能填料20-30份。
通过上述技术方案，本申请进一步优化了抗震层的原料组分和配比，通过调整三元乙丙橡胶和丁基橡胶并用的比例，提高三元乙丙橡胶含量，使抗震层具有更高的弹性和减震效果，抗震层的发泡剂含量多，泡孔数量较密封层多，当受到外力冲击时，内部的孔隙的结构能够有效分散应力，达到良好的缓冲和抗震效果；且抗震层和密封层由于具有相同的基体组成，因此层间的界面的粘接性优异，进一步提高了材料的抗震和密封的稳定性能。
进一步地，所述发泡剂包括微球发泡剂和4，4-氧代双苯磺酰肼，所述微球发泡剂和4，4-氧代双苯磺酰肼的质量比为1:2-4。
通过上述技术方案，本申请优化了发泡剂的选择，微球发泡剂的外壳具有良好的弹性，膨胀后的微球体积稳定，起到良好的发泡作用。同时，本申请采用的微球发泡剂能均匀分散在体系中起到气泡成核的作用，与化学发泡剂形成良好的复配，进一步提高气孔分布的均匀性，复配后的发泡剂发泡尺寸稳定，发泡倍率高，开孔率低，从而提高气孔的致密性，进而提高产品的密封性能。
进一步地，所述硫化剂A包括溴化辛基酚醛树脂，所述硫化剂B包括过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯的至少一种。
通过上述技术方案，本申请优化了不同功能层硫化剂的选择，密封层采用酚醛树脂硫化体系，使得密封层的耐热老化性能大幅提高，使得硫化产物在高温下依旧保持紧密的交联结构而不会产生氧化裂解，保持产品的密封性能。抗震层采用过氧化物硫化体系，过氧化物硫化体系的交联产物高温下压缩永久变形较小，提高了抗震层反复受力的压缩回弹性能，进而提高了抗震层的使命寿命，使得发泡材料具备更加优异稳定的抗震性能。
进一步地，所述所述功能填料包括有机蒙脱土、短切芳纶纤维和氢氧化铝，所述有机蒙脱土、短切芳纶纤维和氢氧化铝的质量比为5-10：1-3：4-6。
通过上述技术方案，本申请优选了功能填料的选择，有机蒙脱土加入橡胶体系会与橡胶基体形成剥离或插层的复合结构，从而有效提高基体橡胶的气、液阻隔性能，进一步提高泡棉的密封性能。另外，有机蒙脱土的片层桥联在三元乙丙橡胶和丁基橡胶的两相界面，起到良好的增容作用，提高了三元乙丙橡胶和丁基橡胶的结合性能，使得分散相尺寸更小更均匀；且有机蒙脱土的片层结构能够在基体中产生滑移，进而提高材料的抗震阻尼性能。
同时，本申请进一步采用聚氨酯纤维作为原料，聚氨酯纤维分散并附着在橡胶基体上，起到牵拉和抓附作用，提高基体橡胶的结合程度，进而提高泡棉的抗拉和耐撕性能；通过聚氨酯纤维起到的支撑作用，在一定程度上提高泡棉的压缩回弹性能，提高泡棉的使用寿命。
最后，本申请通过氢氧化铝的加入提高了体系的复合损耗因子，有效改善了体系的阻尼性能，进一步提高泡棉的抗震性能，将有机蒙脱土、聚氨酯纤维和氢氧化铝进行复配使用，有机蒙脱土对聚氨酯纤维和氢氧化铝能够起到良好的负载和促进分散作用，促进填料各组分的均匀分散，提高泡棉的性能稳定性。
进一步地，所述短切芳纶纤维的长度为3-9mm，所述短切芳纶纤维为络合改性的短切芳纶纤维。
通过上述技术方案，本申请进一步优选了聚酰胺纤维的长度，并对短切纤维进行了络合改性，经过络合处理的聚酰胺纤维的表面形成了粗糙不平的沟槽结构，增加了聚酰胺纤维的比表面积，从而增加了纤维与橡胶基体的结合面积和机械螯合力，使得结合更加紧密，3-9mm的聚酰胺纤维在体系中的分散性较好，也能起到一定的阻隔性能，进一步提高了泡棉的密封性能。
进一步地，其特征在于，所述每层密封层和抗震层还包括1-2份的硅油。
通过上述技术方案，本申请进一步优化了原料的组成，加入硅油作为表面活性剂能够有效降低发泡剂泡体的表面张力，有利于生成细小的气泡，减少气体的扩散作用，提高泡体的稳定性。当受到外界压力时，细小的泡孔更有利于分散压力，从而提高泡棉的抗震能力。
第二方面，本申请提供了密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：一种如权利要求1-7任一项所述的密封抗震泡棉的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：抗震层混炼胶：按照上述重量份对抗震层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置得抗震层密炼料；向所述抗震层密炼料中加入发泡剂和硫化剂B，进行开炼，得抗震层混炼胶；S3：多层共挤：将所制备的密封层混炼胶和抗震层混炼胶经过多层共挤挤出工艺制得具有2N层的复合橡胶片材；S4：预硫化：将复合橡胶片材放在平板硫化机上预硫化，得预硫化片材；控制预硫化的温度为100-120℃，控制预硫化时间为10-15min；S5：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为160-170℃，控制硫化时间为20-30min。
通过上述技术方案，本申请优化了密封抗震泡棉的制备工艺，对原料进行混炼处理能够促进原料各组分的混合和均匀分散；对复合橡胶片材进行预硫化，使得橡胶基材的硫化速度与发泡速度的匹配度良好，预硫化橡胶基体产生一定的交联度，对气泡起到压力束缚的作用，使得发泡时生成的泡孔均匀而不易穿孔破裂，更有利于形成闭孔结构，进而提高泡棉的结构的稳定性和气密性，提高泡棉的弹性。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的泡棉是由抗震层和密封层组成的具有交替层状结构的复合材料，密封层的丁基橡胶含量高，发泡率低，气密性优良，抗震层的三元乙丙橡胶含量高，发泡率高，抗震效果好，交替层状结构赋予泡棉材料丰富的界面和较大的损耗因子，能够有效提高复合材料的力学性能、阻隔性能和阻尼性能，从而提高了泡棉的抗震和密封性能。
2、本申请采用物理微球发泡剂和化学发泡剂进行复配发泡，发泡倍率高，有利于形成均匀完整的闭孔结构，从而提高产品的弹性和密封性能。采用不同的硫化体系对不同的功能层进行硫化，酚醛树脂硫化体系提高了密封层的耐热老化性能，过氧化物硫化体系赋予抗震层更优的高温下压缩永久变形性能，提高了抗震层反复受力的压缩回弹性能，使得发泡材料具备更加稳定的抗震性能。
3、本申请优化了机蒙脱土、短切芳纶纤维和氢氧化铝作为功能填料进行复配，有机蒙脱土与橡胶基体形成剥离或插层的复合结构，进一步提高基体橡胶的气液阻隔性能，提高泡棉的密封性性能；经过改性后的聚氨酯纤维的表面形成了粗糙不平的沟槽结构，增加了纤维与橡胶基体的结合面积和机械螯合力，使得纤维具备更加优异的牵拉和抓附力，从而提高基体橡胶的结合程度，进而提高泡棉的抗拉和耐撕性能，提高泡棉的使用寿命；氢氧化铝的加入提高了泡棉体系的复合损耗因子，有效改善了体系的阻尼性能，提高了泡棉的抗震性能。
4、本申请优化了密封抗震泡棉的制备工艺，对原料进行混炼处理有效促进了各原料组分的混合和均匀分散，使得制备的产品更均匀稳定；对复合橡胶片材进行预硫化，预硫化橡胶基体产生一定的交联度，对气泡起到压力束缚的作用，使得发泡时生成的泡孔均匀而不易穿孔破裂，更有利于形成闭孔结构，进而提高泡棉的结构的稳定性和气密性，提高泡棉的弹性。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
本申请中的原料可以使用市售产品，下列来源仅为示例，并不代表其为指定原料。
MS105D型物理微球发泡剂购自佛山市捷恒新材料有限公司；
4，4-氧代双苯磺酰肼购自上海倍裕实业有限公司；
过氧化二异丙苯购自上海罗普斯金科技有限公司；
双叔丁基过氧化二异丙基苯购自东莞市精豪高分子材料有限公司；
溴化辛基酚醛树脂购自苏州联惠化工有限公司；
DK-NF型有机蒙脱土购自浙江丰虹新材料股份有限公司；
短切芳纶纤维购自沧州中丽新材料科技有限公司；
氢氧化铝购自山东汇泽化工科技有限公司；
3092PM型三元乙丙橡胶购自上海玺忱实业有限公司；
BK-1675N型丁基橡胶购自上海缘橡实业有限公司；
促进剂为促进剂TMTD。
制备例
制备例1-3
分别称量微球发泡剂和4，4-氧代双苯磺酰肼，具体质量见表1，混合，得发泡剂1-3。
表1制备例1-3原料组成
Figure 624961DEST_PATH_IMAGE001
制备例4-6
分别称量过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯，具体质量见表2，混合，得硫化剂B1-B3
表2制备例4-6原料组成
Figure 713003DEST_PATH_IMAGE002
制备例7
称量长度为3mm的短切芳纶纤维10kg，将短切芳纶纤维加入反应容器中，加入丙酮淹没纤维，浸泡并采用超声清洗，持续1小时，清洗完成后移除丙酮，将完成清洗的短切芳纶纤维放于鼓风干燥箱内，在80℃下烘干，得预处理短切芳纶纤维；将预处理短切芳纶纤维加入反应容器中，向容器中加入质量分数为7%的氯化钙乙醇溶液淹没纤维，封闭反应容器，控制温度为30℃，反应5h，移除溶液，并用去离子对反应后的短切芳纶纤维进行冲洗，烘干，得络合改性短切聚氨酯纤维1。重复上述步骤多次制备以供原料使用。
制备例8-9
与制备例7的区别在于：分别用6mm、9mm的短切芳纶纤维代替3mm的短切芳纶纤维，其余制备条件与制备环境与制备例7相同，制得短切聚氨酯纤维2-3。
制备例10-12
分别称量机蒙脱土、络合改性短切芳纶纤维和氢氧化铝，具体质量见表3，混合，得功能填料1-3。
表3制备例10-12原料组成
Figure 245616DEST_PATH_IMAGE003
制备例13-14
与制备例11的区别在于：分别用短切芳纶纤维2-3代替短切芳纶纤维1，其余制备条件与制备环境与制备例11相同，制得功能填料4-5。
实施例
实施例1
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：70kg丁基橡胶、30kg三元乙丙橡胶、1kg发泡剂1、0.5kg氧化锌、4kg硫化剂A、3kg促进剂、20kg功能填料1，所述抗震层为市售抗震发泡材料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂1和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：板材挤出：将密封层混炼胶经过挤出机挤出得胶片板材；S3：预硫化：将胶片板材放在平板硫化机上，控制预硫化的温度为100℃，控制预硫化时间为10min；S4：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为160℃，控制硫化时间为20min；S5：双层复合：采用胶粘剂将密封层与市售发泡材料胶粘起来，制得密封抗震泡棉。
实施例2
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：80kg丁基橡胶、20kg三元乙丙橡胶、2kg发泡剂2、0.75kg氧化锌、5kg硫化剂A、4kg促进剂、25kg功能填料1，所述抗震层为市售抗震发泡材料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂2和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：板材挤出：将密封层混炼胶经过挤出机挤出得胶片板材；S3：预硫化：将胶片板材放在平板硫化机上，控制预硫化的温度为110℃，控制预硫化时间为13min；S4：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为165℃，控制硫化时间为25min；S5：双层复合：采用胶粘剂将密封层与市售发泡材料胶粘起来，制得密封抗震泡棉。
实施例3
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：90kg丁基橡胶；10kg三元乙丙橡胶；3kg发泡剂3；1kg氧化锌；6kg硫化剂A；5kg促进剂；30kg功能填料1，所述抗震层为市售抗震发泡材料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂3和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：板材挤出：将密封层混炼胶经过挤出机挤出得胶片板材；S3：预硫化：将胶片板材放在平板硫化机上，控制预硫化的温度为120℃，控制预硫化时间为15min；S4：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为170℃，控制硫化时间为30min；S5：双层复合：采用胶粘剂将密封层与市售发泡材料胶粘起来，制得密封抗震泡棉。
实施例4
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：80kg丁基橡胶、20kg三元乙丙橡胶、1kg发泡剂1、0.5kg氧化锌、4kg硫化剂A、3kg促进剂、20kg功能填料1，每层所述抗震层包括20kg丁基橡胶、80kg三元乙丙橡胶、3kg发泡剂1、1kg氧化锌、4kg硫化剂B1、3kg促进剂、20kg功能填料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂1和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：抗震层混炼胶：按照上述重量份对抗震层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得抗震层密炼料；向所述抗震层密炼料中加入发泡剂和硫化剂B1，进行开炼，得抗震层混炼胶；S3：多层共挤：将所制备的密封层混炼胶和抗震层混炼胶经过多层共挤挤出工艺制得具有2层的复合橡胶片材；S4：预硫化：将复合橡胶片材放在平板硫化机上预硫化，得预硫化片材；控制预硫化的温度为100℃，控制预硫化时间为10min；S5：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为160℃，控制硫化时间为20min。
实施例5
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：70kg丁基橡胶、30kg三元乙丙橡胶、2kg发泡剂1、0.75kg氧化锌、5kg硫化剂A、4kg促进剂、25kg功能填料1，每层所述抗震层包括30kg丁基橡胶、70kg三元乙丙橡胶、4kg发泡剂、1.5kg氧化锌、5kg硫化剂B1、4kg促进剂、25kg功能填料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂1和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：抗震层混炼胶：按照上述重量份对抗震层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得抗震层密炼料；向所述抗震层密炼料中加入发泡剂和硫化剂B1，进行开炼，得抗震层混炼胶；S3：多层共挤：将所制备的密封层混炼胶和抗震层混炼胶经过多层共挤挤出工艺制得具有2层的复合橡胶片材；S4：预硫化：将复合橡胶片材放在平板硫化机上预硫化，得预硫化片材；控制预硫化的温度为110℃，控制预硫化时间为13min；S5：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为165℃，控制硫化时间为25min。
实施例6
第一方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：90kg丁基橡胶、10kg三元乙丙橡胶、3kg发泡剂1、1kg氧化锌、6kg硫化剂A、5kg促进剂、30kg功能填料，每层所述抗震层包括40kg丁基橡胶、60kg三元乙丙橡胶、5kg发泡剂1、2kg氧化锌、6kg硫化剂B1、5kg促进剂、30kg功能填料。
第二方面，本申请提供了一种密封抗震泡棉的制备方法，包括以下制备步骤：S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置24h得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂1和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；S2：抗震层混炼胶：按照上述重量份对抗震层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料1加入密炼机进行密炼，静置24h得抗震层密炼料；向所述抗震层密炼料中加入发泡剂和硫化剂B1，进行开炼，得抗震层混炼胶；S3：多层共挤：将所制备的密封层混炼胶和抗震层混炼胶经过多层共挤挤出工艺制得具有2层的复合橡胶片材；S4：预硫化：将复合橡胶片材放在平板硫化机上预硫化，得预硫化片材；控制预硫化的温度为120℃，控制预硫化时间为15min；S5：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为170℃，控制硫化时间为30min。
实施例7-8
与实施例5的区别在于：用发泡剂2-3代替发泡剂1，制得密封抗震泡棉，其余制备条件与制备环境与实施例5相同。
实施例9-10
与实施例7的区别在于：用硫化剂B2-B3代替硫化剂B1，制得密封抗震泡棉，其余制备条件与制备环境与实施例7相同。
实施例11-14
与实施例9的区别在于：用功能填料2-5代替功能填料1，制得密封抗震泡棉，其余制备条件与制备环境与实施例9相同。
实施例15
与实施例13的区别在于：在S1密封层混炼胶的过程中，向密炼机中加入1kg硅油，在S2抗震层混炼胶的过程中，向密炼机中加入1kg硅油，其余制备条件与制备环境与实施例13相同。
实施例16
与实施例13的区别在于：在S1密封层混炼胶的过程中，向密炼机中加入1.5kg硅油，在S2抗震层混炼胶的过程中，向密炼机中加入1.5kg硅油，其余制备条件与制备环境与实施例13相同。
实施例17
与实施例13的区别在于：在S1密封层混炼胶的过程中，向密炼机中加入2kg硅油，在S2抗震层混炼胶的过程中，向密炼机中加入2kg硅油，其余制备条件与制备环境与实施例13相同。
实施例18-19
与实施例16的区别在于，在S3多层共挤的制备步骤中，通过调整模头，分别挤出4层和6层层状结构的复合橡胶片材，其余制备条件和制备环境与实施例16相同。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于：经步骤S4发泡成型后制得的密封层直接作为密封抗震材料，其余制备条件与制备环境与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别在于：用单一的化学发泡剂4，4-氧代双苯磺酰肼代替发泡剂1，其余制备条件与制备环境与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别在于：采用未经改性的短切芳纶纤维代替混合填料1中的短切芳纶纤维，其余制备条件与制备环境与实施例1相同。
测试实验
分别对实施例1-19、对比例1-3制得的密封抗震泡棉进行液体渗漏性能、气体渗透性能和动静刚度比测试。
测试方法
（1）液体渗漏性能测试：
采用电动不透水试验仪测试密封抗震材料的液体渗漏性能。将密封抗震材料按十字形压板的尺寸裁成直径为35mm的圆形，在0.3MPa压力下保持24h，观察试样是否渗漏，并在24h后测试试样吸水后的质量，根据试样吸水前后质量的变化计算试样的吸水率Q，计算公式为q=（m2-m1）/S。式中，m2为试样吸水后的质量(g)，m1为试样吸水前的质量(g)，S为试样的面积(m2)。
（2）气体渗透性能测试
按照GB/T1038-2000的规定测试密封抗震材料的气体渗透系数。密封抗震材料圆形试样的直径为5cm，厚度采用5点测试，结果取平均值，保证试样表面清洁，均匀无气泡，没有痕迹或可见的缺陷。试验气体为氮气，试验温度为40℃，脱气时间为12h，每组试样测试5个，取其算术平均值作为测试结果。
（3）动静刚度比测试
发泡材料在(23±2)℃的恒温室停放24h，然后在动刚度试验机上进行静刚度和动刚度测试。动刚度试验条件为：垂向载荷20-70kN，频率5Hz，循环1000次。静刚度试验条件为：垂向加载0-100kN，计算20-70kN的静刚度。静刚度Ks或动刚度Kd计算公式为：Ks(或Kd)=(70kN-20kN)／(载荷为70kN时的位移-载荷为20kN时的位移)。动静刚度比的计算公式为动静刚度比=(Kd／Ks)。
表4实施例1-19、对比例1-3性能检测
Figure 585461DEST_PATH_IMAGE004
对表4测试结果进行分析：
（1）由实施例1-3与对比例1为一组，结合表4数据进行分析，实施例1-3制得的密封抗震泡棉的透气系数和动静刚度比均小于对比例1，说明层状结构的引入能够有效提高泡棉的气密性和抗震性能，但是实施例1-3制备的密封抗震泡棉的吸水率确高于对比例1，这是因为市售的抗震材料内部含有许多开孔的气泡，与单一的密封层材料对比，抗震层的吸水率相对较高，导致泡棉整体的吸水率较高。
（2）由实施例1-3与对比例2为一组，结合表4数据进行分析，实施例1-3制得的密封抗震泡棉的吸水率和透气系数都高于对比例2，说明采用单一的化学发泡剂制得的泡棉开孔率较高，内部孔洞易形成穿孔结构，容易吸水和透气，密封性能较差。对比例2制得的泡棉的动静刚度比变大，说明泡棉的抗震性能较实施例1-3有所降低，可能是由于穿孔结构导致泡棉的缓震性能有所下降。
（3）由实施例1-3与对比例3为一组，结合表4数据进行分析，实施例1-3制得的密封抗震泡棉的吸水率、透气系数及动静刚度比相近，但是整体性能稍有下降，说明经过改性后的短切芳纶纤维能够与橡胶基材结合更加紧密，阻隔作用效果更好，从而提高了泡棉的密封性能。
（4）由实施例1-3与实施例4-6为一组，结合表4数据进行分析，实施例4-6制得的密封抗震泡棉的吸水率、透气系数及动静刚度比均优于实施例1-3，说明本申请制得的抗震层除了具有优异的抗震效果外，也具有优异的密封效果，且本申请制得的抗震层与密封层的结合紧密，形成的层状复合结构有效提高了材料的阻隔性能和抗震性能。
（5）由实施例15-17与实施例13为一组，结合表4数据进行分析，实施例15-17制得的密封抗震泡棉的吸水率、透气系数及动静刚度比均优于实施例13，说明硅油加入体系能够降低发泡剂泡体的表面张力，有利于生成细小的气泡，泡体稳定，开孔率低，提高了气孔的致密性，进而提高产品的密封性和抗震性能。
（6）由实施例18-19与实施例16为一组，结合表4数据进行分析，实施例18-19制得的密封抗震泡棉的吸水率、透气系数及动静刚度比均优于实施例16，说明抗震层和密封层形成的交替层状复合结构丰富的界面起到良好的阻隔和减震作用，进一步提高了泡棉的抗震和密封性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种密封抗震泡棉，其特征在于，包括至少一层密封层和至少一层抗震层，每层所述密封层设于每层所述抗震层的一侧，每层所述密封层包括以下重量份物质：
丁基橡胶70-90份；
三元乙丙橡胶10-30份；
发泡剂1-3份；
氧化锌0.5-1份；
硫化剂A4-6份；
促进剂3-5份；
功能填料20-30份；
每层所述抗震层包括以下重量份物质：
丁基橡胶20-40份；
三元乙丙橡胶60-80份；
发泡剂3-5份；
氧化锌1-2份；
硫化剂B4-6份；
促进剂3-5份；
功能填料20-30份；
所述发泡剂包括微球发泡剂和4，4-氧代双苯磺酰肼，所述微球发泡剂和4，4-氧代双苯磺酰肼的质量比为1:2-4；
所述功能填料包括有机蒙脱土、短切芳纶纤维和氢氧化铝，所述有机蒙脱土、短切芳纶纤维和氢氧化铝的质量比为5-10：1-3：4-6；
所述短切芳纶纤维的长度为3-9mm，所述短切芳纶纤维为络合改性的短切芳纶纤维，具体采用以下改性方法制备：
将短切芳纶纤维加入反应容器中，加入丙酮淹没纤维，浸泡并采用超声清洗，持续1小时，清洗完成后移除丙酮，将完成清洗的短切芳纶纤维放于鼓风干燥箱内，在80℃下烘干，得预处理短切芳纶纤维；将预处理短切芳纶纤维加入反应容器中，向容器中加入质量分数为7％的氯化钙乙醇溶液淹没纤维，封闭反应容器，控制温度为30℃，反应5h，移除溶液，并用去离子对反应后的短切芳纶纤维进行冲洗，烘干，得络合改性的短切芳纶纤维；
所述每层密封层和抗震层还包括1-2份的硅油。
2.根据权利要求1所述的一种密封抗震泡棉，其特征在于，所述硫化剂A包括溴化辛基酚醛树脂，所述硫化剂B包括过氧化二异丙苯或双叔丁基过氧化二异丙基苯的至少一种。
3.一种如权利要求1或2所述的密封抗震泡棉的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1：密封层混炼胶：按照上述重量份对密封层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置得密封层密炼料；向所述密封层密炼料中加入发泡剂和硫化剂A，进行开炼，得密封层混炼胶；
S2：抗震层混炼胶：按照上述重量份对抗震层进行称量，先将称量的丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氧化锌、促进剂、功能填料加入密炼机进行密炼，静置得抗震层密炼料；向所述抗震层密炼料中加入发泡剂和硫化剂B，进行开炼，得抗震层混炼胶；
S3：多层共挤：将所制备的密封层混炼胶和抗震层混炼胶经过多层共挤挤出工艺制得具有2N层的复合橡胶片材；
S4：预硫化：将复合橡胶片材放在平板硫化机上预硫化，得预硫化片材；控制预硫化的温度为100-120℃，控制预硫化时间为10-15min；
S5：发泡成型：将预硫化片材进行加热硫化交联，控制硫化时间为160-170℃，控制硫化时间为20-30min。
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