CN115304836A - 一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法 - Google Patents

一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机高分子化合物技术领域，提出了一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法，所述一种低硫橡塑海绵制品，包括以下重量份数的组分：丁腈橡胶10～20份、聚氯乙烯15～25份、阻燃剂25～30份、增塑剂5～15份、发泡剂5～10份、填料5～10份、成核剂0.5～2份、硫化剂0.5～1份。通过上述技术方案，解决了现有技术中橡塑海绵制品的拉伸强度低、撕裂强度低的问题。

Description

一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机高分子化合物技术领域，具体的，涉及一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法。
背景技术
橡塑海绵为闭孔弹性材料，具有柔软、耐屈绕、耐寒、耐热、阻燃、防水、导热系数低、减震、吸音等优良性能。可广泛用于中央空调、建筑、化工、医药、轻纺、冶金、船舶、车辆、电器等行业和部门的各类冷热介质管道、容器，能达到降低冷损和热损的效果。又由于它施工方便、外观整洁美观，没有污染，因此是一种高品质的跨世纪新一代绝热保温材料。
发泡材料具有许多与其他材料不同的力学性能，其中的泡孔作为一种三维体分布于材料基体中，泡孔的存在改变了材料作为连续介质的物质分布状态，泡孔的网格结构也改变了材料中的应力分布和力在材料中传递的方式。橡塑海绵制品属于发泡材料中的一种，在国内外有大量的研究，因为有大量空洞的存在，会带来一些新的、好的性能。为了获得良好的性能，并且还能降低材料的密度，减少材料的使用量，孔的存在形式、尺寸、形态和分布对性能的影响十分重要，因此迫切的需要开发出一种具有开孔率低、泡孔尺寸小且分布均匀的橡塑海绵制品。
发明内容
本发明提出一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法，解决了相关技术中橡塑海绵制品的拉伸强度低、撕裂强度低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种低硫橡塑海绵制品，包括以下重量份数的组分：丁腈橡胶10～20份、聚氯乙烯15～25份、阻燃剂25～30份、增塑剂5～15份、发泡剂5～10份、填料5～10份、成核剂0.5～2份、硫化剂0.5～1份。
作为进一步的技术方案，所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、红磷母粒中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、棕榈油中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和助发泡剂组成。
作为进一步的技术方案，所述主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成。
作为进一步的技术方案，所述助发泡剂为氧化锌。
作为进一步的技术方案，所述填料包括碳酸钙、滑石粉、白炭黑、云母粉中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成。
作为进一步的技术方案，所述硫化剂为硫黄。
本发明还提出了一种低硫橡塑海绵制品的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照所述重量份数的原料备料；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、增塑剂投入密炼机中，在150～165℃密炼10～15min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在80～90℃密炼2～5min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入连续发泡炉，炉温在160～180℃，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明使用质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H作为主发泡剂，同时氧化锌作为助发泡剂，通过控制主发泡剂和氧化锌的质量配比，改善泡孔的尺寸和尺寸分布，从而提高了橡塑海绵制品的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度。
2、本发明通过苯甲酸钠和蒙脱土作为成核剂，一方面促进发泡，使其发泡更充分；另一方面降低了泡孔的尺寸，使泡孔尺寸更均匀。同时通过苯甲酸钠和蒙脱土间形成氢键，提高了蒙脱土与基体的相容性，使泡孔在基体中分布的更均匀，此外，还发现苯甲酸钠和蒙脱土配伍使用，具有协同效果，提高了橡塑海绵制品的力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
S1、备料：丁腈橡胶15份、聚氯乙烯15份、氢氧化镁25份、邻苯二甲酸二辛酯10份、发泡剂8份、碳酸钙5份、成核剂1份、硫黄0.5份，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯投入密炼机中，在155℃密炼10min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在80℃密炼5min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入170℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
实施例2
S1、备料：丁腈橡胶10份、聚氯乙烯20份、氢氧化铝28份、环氧大豆油5份、发泡剂5份、白炭黑7份、成核剂0.5份、硫黄0.8份，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、环氧大豆油投入密炼机中，在150℃密炼15min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在85℃密炼3min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入180℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
实施例3
S1、备料：丁腈橡胶15份、聚氯乙烯25份、红磷母粒30份、棕榈油8份、发泡剂10份、滑石粉10份、成核剂2份、硫黄1份，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、棕榈油投入密炼机中，在165℃密炼10min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在90℃密炼2min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入160℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
实施例4
S1、备料：丁腈橡胶20份、聚氯乙烯20份、三氧化二锑30份、邻苯二甲酸二辛酯15份、发泡剂10份、云母粉8份、成核剂1.5份、硫黄0.5份，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯投入密炼机中，在160℃密炼10min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在90℃密炼2min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入180℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
实施例5
S1、备料：丁腈橡胶15份、聚氯乙烯15份、氢氧化镁25份、邻苯二甲酸二辛酯10份、发泡剂8份、碳酸钙5份、成核剂1份、硫黄0.5份，所述发泡剂由质量比为5:2的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯投入密炼机中，在155℃密炼10min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在80℃密炼5min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入170℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
实施例6
S1、备料：丁腈橡胶15份、聚氯乙烯15份、氢氧化镁25份、邻苯二甲酸二辛酯10份、发泡剂8份、碳酸钙5份、成核剂1份、硫黄0.5份，所述发泡剂由质量比为5:4的主发泡剂和氧化锌组成，其中主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二辛酯投入密炼机中，在155℃密炼10min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在80℃密炼5min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入170℃连续发泡炉，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
对比例1
与实施例1的区别仅在于不加成核剂。
对比例2
与实施例1的区别仅在于成核剂为苯甲酸钠。
对比例3
与实施例1的区别仅在于成核剂为蒙脱土。
性能测试：将实施例1～6与对比例1～3得到的橡塑海绵制品，参照GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》的标准进行拉伸强度和断裂伸长率的测试；参照GB/T 529-2008《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定》的标准进行撕裂强度的测试。测试结果记录在表1。
表1橡塑海绵制品的拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度测试结果
拉伸强度/MPa 断裂伸长率/％ 撕裂强度/kN m<sup>-1</sup>
实施例1 5.93 435 23
实施例2 5.61 457 22
实施例3 6.06 481 25
实施例4 6.75 506 27
实施例5 4.65 397 20
实施例6 4.92 413 21
对比例1 3.41 302 14
对比例2 4.38 375 18
对比例3 4.15 346 17
由表1可以看出，实施例1～6制备的橡塑海绵制品具有高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，但是，由于实施例5～6中主发泡剂和助发泡剂的质量比分别为5:2和5:4，导致制备出的橡塑海绵制品中泡孔尺寸增加，且泡孔大小不均匀，从而降低了橡塑海绵的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度，因此，当发泡剂中主发泡剂和助发泡剂的质量比为5:3时，得到的橡塑海绵制品具有优异的力学性能。
对比例1与实施例1的区别仅在于不加成核剂；对比例2与实施例1的区别仅在于成核剂为苯甲酸钠；对比例3与实施例1的区别仅在于成核剂为蒙脱土。将实施例1与对比例1～3得到的橡塑海绵制品进行拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度的数据对比后，发现对比例1～3橡塑海绵制品的拉伸强度、断裂伸长率及撕裂强度均不如实施例1，此外，当苯甲酸钠和蒙脱土作为成核剂复配使用时，具有协同效果，在很大程度上改善了橡塑海绵制品的力学性能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，包括以下重量份数的组分：丁腈橡胶10～20份、聚氯乙烯15～25份、阻燃剂25～30份、增塑剂5～15份、发泡剂5～10份、填料5～10份、成核剂0.5～2份、硫化剂0.5～1份。
2.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、红磷母粒中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、棕榈油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述发泡剂由质量比为5:3的主发泡剂和助发泡剂组成。
5.根据权利要求4所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述主发泡剂由质量比为2:1的发泡剂AC和发泡剂H组成。
6.根据权利要求4所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述助发泡剂为氧化锌。
7.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述填料包括碳酸钙、滑石粉、白炭黑、云母粉中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述成核剂由质量比为2:1的苯甲酸钠和蒙脱土组成。
9.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品，其特征在于，所述硫化剂为硫黄。
10.根据权利要求1所述的一种低硫橡塑海绵制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照所述重量份数的原料备料；
S2、将丁腈橡胶、聚氯乙烯、增塑剂投入密炼机中，在150～165℃密炼10～15min，投入开炼机中薄通炼制3遍，使其拌合均匀，冷却，得到第一胶片；
S3、将第一胶片与其余原料投入密炼机中，在80～90℃密炼2～5min后，投入辊温为60℃的开炼机中开炼10min，冷却，得到第二胶片；
S4、将第二胶片挤出，投入连续发泡炉，炉温在160～180℃，冷却，裁剪，得到橡塑海绵制品。
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