專利名稱：一種硅橡膠泡沫材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅橡膠泡沫材料的制備方法，屬于高分子材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅橡膠泡沫材料是硅橡膠經(jīng)過(guò)發(fā)泡后制備的多孔性高分子彈性材料，根據(jù)泡孔結(jié) 構(gòu)的不同可分為閉孔、開孔和混合孔硅橡膠泡沫。據(jù)北京化工大學(xué)材料學(xué)院章基凱教授所 著《有機(jī)硅材料》 一書所述，硅橡膠泡沫材料可分為室溫硫化硅橡膠泡沫和高溫硫化硅橡膠 泡沫。 室溫硫化硅橡膠泡沫通常采用縮合型的羥基封端的硅橡膠為基材，羥基硅油為發(fā) 泡劑，鉑絡(luò)合物為催化劑，室溫下硫化發(fā)泡得到帶孔的海綿狀彈性體。室溫硫化硅橡膠泡沫 適用于就地發(fā)泡成型，起填充、密封、減震等作用。 高溫硫化泡沫硅橡膠的傳統(tǒng)制備方法是將含有微粒狀無(wú)機(jī)填充劑的硅橡膠、發(fā)泡 劑及硫化劑均勻混合制得混煉膠，然后通過(guò)加熱硫化、發(fā)泡，制得硅橡膠泡沫。高溫硫化型 硅橡膠泡沫將硅橡膠與泡沫材料的特性結(jié)合于一體，不但具有硅橡膠的優(yōu)良特性，還具有 較低的密度、良好的吸收機(jī)械振動(dòng)或沖擊的物理特性，隔音、隔熱、密封等功能，可用作密 封、減震、絕緣、隔音、隔熱等高性能材料，在交通運(yùn)輸、石油化工、電子工業(yè)、國(guó)防和航空航 天等領(lǐng)域有廣泛的用途。同時(shí)，硅橡膠泡沫還具有生理惰性、無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)腐蝕，且模量小， 柔軟而富有彈性，可用作制藥廠、食品廠將液體產(chǎn)品干燥或大型干燥設(shè)備的密封以及各種 嵌條等。由于硅橡膠泡沫重量輕、耐熱耐燃，是纖維織物襯墊的優(yōu)良材料，可用于有熱和水 汽傳遞以及其它泡沫材料不能滿足性能要求的領(lǐng)域。 高溫硫化硅橡膠泡沫材料的制備通常是采用過(guò)氧化物進(jìn)行硫化發(fā)泡，硫化過(guò)程與 發(fā)泡過(guò)程匹配是制備泡孔結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)良的泡沫材料的關(guān)鍵，但做到這一點(diǎn)很不容易，因 為發(fā)泡劑和過(guò)氧化物硫化劑對(duì)溫度均非常敏感，溫度每升高10度，硫化速度和發(fā)泡劑的分 解速度均成倍增加；此外，過(guò)氧化物硫化劑易受發(fā)泡劑分解殘留物的影響，酸性物質(zhì)和易產(chǎn) 生氫的物質(zhì)容易使過(guò)氧化物產(chǎn)生的自由基鈍化，降低交聯(lián)效率。為了調(diào)節(jié)過(guò)氧化物的交聯(lián) 速度，往往需要加入一種或幾種硫化促進(jìn)劑，反復(fù)進(jìn)行配方與工藝的研究，以達(dá)到交聯(lián)速度 與發(fā)泡速度的匹配。此外，過(guò)氧化物交聯(lián)的均勻性受其在硅橡膠中分散狀態(tài)的影響，特別 是對(duì)于發(fā)泡膠料，傳熱性差，內(nèi)部受熱慢于表層，往往造成膠料的表層和內(nèi)部交聯(lián)程度不一 致，泡沫的密度也不均勻，且表皮較厚。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種閉孔型硅橡膠泡沫材料的制 備方法。 本發(fā)明的技術(shù)特征在于該方法是將硅橡膠與補(bǔ)強(qiáng)劑、發(fā)泡劑及其它助劑混合并 成型，經(jīng)電子束或Y射線輻射后硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，然后通過(guò)加熱使發(fā)泡劑分解發(fā)泡， 硅橡膠發(fā)泡后立即采用電子束或Y射線進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，以進(jìn)一步提高硅橡膠泡沫材料的綜合性能。 本方法制備的硅橡膠泡沫材料可用作密封、減震、絕緣、隔音、隔熱材料。 本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說(shuō)明外，均為重量份數(shù)。 —種閉孔型硅橡膠泡沫材料，該泡沫材料的配方組分按重量計(jì)為硅橡膠100份， 白炭黑12 85份，結(jié)構(gòu)控制劑2 15份，發(fā)泡劑3 15份，助發(fā)泡劑0 5份，助交聯(lián)劑 0 8份 所述硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠中的至 少一種。 所述補(bǔ)強(qiáng)劑為沉淀法白炭黑、氣相法白炭黑中的任意一種。 所述結(jié)構(gòu)控制劑為輕基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧 烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種。 所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁睛、二亞硝基五亞甲基四胺、二苯磺酰肼 醚中的任意一種。 所述助發(fā)泡劑為硬脂酸鋅、氧化鋅、尿素中的任意一種。 所述助交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基 氰脲酸酯等中的任意一種。 本發(fā)明所述閉孔型硅橡膠泡沫材料的制備方法包括如下步驟
1、硅橡膠膠料的制備 將100重量份的硅橡膠12 85重量份的白炭黑、2 15重量份的結(jié)構(gòu)控制劑、
3 15重量份的發(fā)泡劑，O 5重量份的助發(fā)泡劑，O 8重量份的助交聯(lián)劑，采用開煉機(jī)或
密煉機(jī)在室溫下混煉，混煉時(shí)間為8 15分鐘，然后將混煉好的膠料于室溫下在平板硫化
機(jī)上壓縮模塑成型為板材。 2、硅橡膠膠料的輻射交聯(lián) 采用鈷60 Y射線源或電子靜電加速器，在室溫下空氣中對(duì)硅橡膠進(jìn)行輻射，輻射 劑量為5 20kGy，使硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
3、輻射交聯(lián)硅橡膠的發(fā)泡 將輻射交聯(lián)硅橡膠采用平板硫化機(jī)、熱空氣或甘油浴加熱發(fā)泡，發(fā)泡溫度為 140 21(TC，發(fā)泡時(shí)間為5 10分鐘。
4、硅橡膠發(fā)泡后的二次輻射交聯(lián) 硅橡膠發(fā)泡后，立即采用鈷60 Y射線源或電子靜電加速器進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，輻 射劑量為20 50kGy。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明采用輻射交聯(lián)方法制備的閉孔型硅橡膠泡沫材料具有優(yōu)良 的綜合性能，與美國(guó)公司同類型產(chǎn)品相比較，本發(fā)明制備的硅橡膠泡沫材料拉伸強(qiáng)度及斷 裂伸長(zhǎng)率較高，壓縮永久變形較小。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)采用輻射交聯(lián)的方法制備硅橡膠泡沫材料，使得交聯(lián)與發(fā) 泡過(guò)程分步進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，避免了通常采用過(guò)氧化物硫化劑時(shí)，需要硫化過(guò)程 與發(fā)泡過(guò)程相匹配，制備過(guò)程及制品性能的控制比較復(fù)雜等問(wèn)題。 本發(fā)明所制得的硅橡膠泡沫材料的泡孔細(xì)小均勻、表面光滑、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率高，壓縮永久變形低。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例 只能用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù) 熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。 實(shí)施例1 :將100克二甲基硅橡膠，15克氣相法白炭黑，2克羥基硅油，采用雙輥 開煉機(jī)在室溫下混煉4分鐘，加入3克偶氮二甲酰胺，3克氧化鋅，4克三烯丙基異氰脲酸 酯，繼續(xù)混煉4分鐘，然后于室溫下在平板硫化機(jī)上壓縮模塑成型為板材。采用圓柱體式鈷 60 Y射線源，在室溫下空氣中，對(duì)硅橡膠膠料進(jìn)行輻射交聯(lián)，輻射劑量為6kGy。將交聯(lián)后的 硅橡膠在熱空氣中發(fā)泡，熱空氣溫度為20(TC，發(fā)泡時(shí)間為5分鐘。硅橡膠發(fā)泡后，立即采用 鈷60 Y射線源進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，輻射劑量為50kGy。 實(shí)施例2 :將100克甲基乙烯基硅橡膠，30克氣相法白炭黑，6克二苯基硅二醇，采 用密煉機(jī)在室溫下混煉7分鐘，加入8克二亞硝基五亞甲基四胺，2克尿素，2克三羥甲基 丙烷三甲基丙烯酸酯，繼續(xù)混煉5分鐘，然后于室溫下在平板硫化機(jī)上壓縮模塑成型為板 材。采用JJ-2型靜電加速器，在室溫下空氣中，對(duì)硅橡膠膠料進(jìn)行輻射交聯(lián)，輻照劑量為 10kGy。將交聯(lián)后的膠片在熱空氣中發(fā)泡，熱空氣溫度為19(TC，發(fā)泡時(shí)間為8分鐘。硅橡膠 發(fā)泡后，立即采用JJ-2型靜電加速器進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，輻射劑量為30kGy。
權(quán)利要求
一種硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特征在于將硅橡膠100份，白炭黑12～85份，結(jié)構(gòu)控制劑2～15份，發(fā)泡劑3～15份，助發(fā)泡劑0～5份，助交聯(lián)劑0～8份混合并成型，經(jīng)電子束或γ射線輻射后硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，然后通過(guò)加熱使發(fā)泡劑分解發(fā)泡，硅橡膠發(fā)泡后立即采用電子束或γ射線進(jìn)行二次輻射交聯(lián)。
2. 按照權(quán)利要求1所述硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特征在于① 所述硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠中的至少 一種；② 所述補(bǔ)強(qiáng)劑為沉淀法白炭黑、氣相法白炭黑中的任意一種；③ 所述結(jié)構(gòu)控制劑為輕基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、 y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種；④ 所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁睛、二亞硝基五亞甲基四胺、二苯磺酰肼醚 中的任意一種；⑤ 所述助發(fā)泡劑為硬脂酸鋅、氧化鋅、尿素中的任意一種；⑥ 所述助交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰 脲酸酯等中的任意一種。
3. 按照權(quán)利要求1所述硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟① 硅橡膠膠料的制備，即將100重量份的硅橡膠12 85重量份的白炭黑、2 15重量 份的結(jié)構(gòu)控制劑、3 15重量份的發(fā)泡劑，0 5重量份的助發(fā)泡劑，0 8重量份的助交聯(lián) 劑，采用開煉機(jī)或密煉機(jī)在室溫下混煉，混煉時(shí)間為8 15分鐘，然后將混煉好的膠料于室 溫下在平板硫化機(jī)上壓縮模塑成型為板材；② 硅橡膠膠料的輻射交聯(lián)，即采用鈷60 y射線源或電子靜電加速器，在室溫下空氣中 對(duì)硅橡膠進(jìn)行輻射，輻射劑量為5 20kGy，使硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；③ 輻射交聯(lián)硅橡膠的發(fā)泡，即將輻射交聯(lián)硅橡膠采用平板硫化機(jī)、熱空氣或甘油浴加 熱發(fā)泡，發(fā)泡溫度為140 21(TC，發(fā)泡時(shí)間為5 10分鐘；④ 硅橡膠發(fā)泡后的二次輻射交聯(lián)，即硅橡膠發(fā)泡后，立即采用鉆60 y射線源或電子靜 電加速器進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，輻射劑量為20 50kGy。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特征是將硅橡膠硅橡膠100份，白炭黑12～85份，結(jié)構(gòu)控制劑2～15份，發(fā)泡劑3～15份，助發(fā)泡劑0～5份，助交聯(lián)劑0～8份混合并成型，經(jīng)電子束或γ射線輻射后硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，然后通過(guò)加熱使發(fā)泡劑分解發(fā)泡，硅橡膠發(fā)泡后立即采用電子束或γ射線進(jìn)行二次輻射交聯(lián)，以進(jìn)一步提高硅橡膠泡沫材料的綜合性能，該硅橡膠泡沫材料可用作密封、減震、絕緣、隔音、隔熱材料。
文檔編號(hào)C08J3/24GK101781464SQ20101013381
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者盧賢生 申請(qǐng)人:吳江朗科化纖有限公司