[發明專利]一種低密度、高開孔率硅橡膠泡沫材料的制備方法

有效

• 申請號: 201010550857.2
• 申請日: 2010-11-19
• 公開（公告）號: CN102093718A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 盧燦輝;范萍;梁梅;張新星
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08J9/10;C08J9/08
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種低密度，高開孔率硅橡膠泡沫材料的制備方法，屬于聚合物加工領域。

背景技術

熱硫化型硅橡膠泡沫，除了具有泡沫材料所具有的減震、隔音、隔熱、密封等功能外，還具有硅橡膠獨特的耐高溫和高電熱絕緣性能等特殊性能，廣泛應用于電子工業和空間技術【雷海軍，王進文，熱硫化型硅橡膠海綿發泡機理淺析，彈性體，2002，12(1)，24-30.】。其中，硅橡膠開孔泡沫材料【劉道龍，劉鵬波，徐聞，開孔型泡沫硅橡膠材料的制備及力學性能研究，塑料工業，2006，34，98-102.】由于具有較好的吸聲性和緩沖性而日益受到工業界及科技界的重視。目前硅橡膠開孔泡沫材料主要采用溶析發泡法制備【黃渝鴻，胡文軍周德惠，高性能泡沫橡膠及其制造方法，申請號01107132.X】，通過加入惰性成份，再通過溶劑如水等將惰性成分移出而形成開孔結構。但是溶析發泡工藝比較復雜，物理發泡劑浪費嚴重且工藝時間較長，能加入的惰性成分含量有限，難以得到低密度的硅橡膠泡沫材料。化學發泡具有反應速度快，周期短等優點。在硅橡膠泡沫材料的制備中有廣泛的應用，在化學發泡中，發泡速度和硫化速度是影響硅橡膠泡沫材料結構的兩大因素，在硫化速度與發泡劑分解速度匹配良好的情況下，當硫化速度略小于發泡速度時，發泡劑分解產生的氣體易于沖破孔壁而形成開孔結構，當硫化速度大于發泡速度時，有利于閉孔結構的形成。由于甲基乙烯基硅橡膠的硫化速度較快，采用化學發泡制備的泡沫硅橡膠多為閉孔材料，材料的壓縮變形量及壓縮強度、壓縮永久變形、壓縮應力松弛等均難以達到要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種低密度，高開孔率的硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特點是對硅橡膠材料進行兩段化學發泡，制得的硅橡膠泡沫材料密度低，開孔率高，擴大了硅橡膠泡沫材料的應用范圍。

本發明的目的采用以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。

低密度、高開孔率的硅橡膠泡沫材料的制備方法包括以下步驟：

(1)、硅橡膠泡沫材料膠料的制備

將硅橡膠100重量份、補強劑15～80重量份、結構控制劑2～15重量份，發泡劑5～20重量份、助發泡劑0～3重量份和交聯劑0.5～4重量份，加入雙輥開煉機中進行塑煉，塑煉溫度為30～65℃，時間為12分鐘，制得硅橡膠泡沫材料；

(2)、硅橡膠泡沫材料膠料的發泡

將上述硅橡膠泡沫材料膠料采用平板硫化機分兩段進行化學發泡，一段發泡溫度為110～160℃，時間為5～8分鐘，二段發泡溫度為160～200℃，時間為10～15分鐘，制得硅橡膠泡沫材料。

硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和甲基苯基乙烯基硅橡膠中的任一種。

補強劑為氧化鋅晶須、蒙脫土、納米二氧化硅和硅灰石中的至少一種。

結構控制劑為二苯基二羥基硅烷，羥基硅油，二苯基硅二醇和六甲基二硅氮烷中的任一種。

發泡劑為偶氮二甲酰胺、N，N--二亞硝基戊甲基四胺、碳酸氫鈉、偶氮二甲酸二異丙酯和4，4`-氧代二苯磺酰肼中的任一種。

助發泡劑為氧化鋅、硬脂酸鋅、硬脂酸、硬脂酸鉛、氧化鎘、尿素/尿素衍生物和碳酸氫鈉中的至少一種。

交聯劑為過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲(BPO)2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧基己烷中的至少一種。

性能測試：采用Instron?4302萬能拉伸試驗機，根據GB/T1040-1992，對本發明進行力學性能測試；采用掃描電子顯微鏡(SEM)測試其泡孔結構。結果表明，表面光滑，微孔精細均勻，密度低，開孔率高達92.9％，并具有良好的機械性能，詳見表1所示。

本發明具有如下優點：工藝簡單、成本較低。制得的泡沫塑料具有優良的性能，可用于用作減震、絕緣、隔音和日常生活等領域中。

附圖說明

圖1為硅橡膠泡沫材料的泡孔結構的掃描電子顯微鏡圖像。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述內容對本發明做出一些非本質的改進和調整。

實施例1.

將二甲基硅橡膠100kg、納米二氧化硅20kg，蒙脫土5kg，硅灰石10kg，過氧化二異丙苯1.5kg、二苯基二羥基硅烷2kg、偶氮二甲酰胺20kg、氧化鋅1.5kg、硬脂酸0.4kg和硬脂酸鋅0.4kg，采用雙輥開煉機進行塑煉，塑煉溫度為30℃，然后采用平板硫化機進行發泡，一段發泡溫度為145℃，二段發泡溫度為160℃。