一种环保微孔硅橡胶海绵及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硅橡胶领域，尤其是一种环保微孔硅橡胶海绵及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硅橡胶海绵也称作泡沫硅橡胶，是一种具有孔眼结构的硅橡胶弹性体。它除了具 备硅橡胶所共有的耐高低温、耐候、耐臭氧、良好的电绝缘性等优势外，还具有柔软、可压 缩、轻量、阻尼、减震、隔音、隔热等特点，因此在航空航天、国防军工、电子通信、车辆船舶、 仪器仪表、文体医疗等许多领域具有广阔的应用前景。
[0003] 目前我国生产的硅橡胶海绵是将化学发泡剂加入橡胶胶料中，在硫化加热过程中 发泡剂分解、释放出气体(如氮气）在橡胶交联过程中形成泡孔。过氧化物硫化的高粘度硅 橡胶海绵中常用2. 2 -偶氮二异丁腈(AIBN)作为产生氮气的化学发泡剂。尽管从均匀性 及孔尺寸上来看，涉及这种技术生成的海绵结构基本符合要求，但其主要缺点是会产生毒 性、损害环境的副产物四甲基丁腈，在橡胶加工工业，人们已认识到这是一个使用硅橡胶海 绵的主要限制性因素，所以需要一种无毒的有利于环境的产品。二亚硝基甲基四胺（DNPT) 和偶氮二甲酰胺（ADCA)是两种低毒性的发泡剂，但他们形成的孔结构较差，且海绵的物理 性能也不稳定。此外，国内现有的硅橡胶海绵一般都存在孔结构难以调节、孔壁及孔径不均 匀、压缩变形大、弹性差、撕裂强度低等缺陷，从而严重制约了硅橡胶海绵在军工、航天、航 空等高、精、尖领域的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述问题提出了一种环保微孔硅橡胶海绵及其制备方法，在环保的前 提下，能够有效改善现有硅橡胶海绵结构上的不足。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下方案。
[0006] 一种环保微孔硅橡胶海绵，其原料包括按重量份计的乙烯基摩尔分数为0. 15%~ 0. 18%的高乙烯基硅生胶20~40%、乙烯基摩尔分数为0. 2%~0. 05%的低乙烯基硅生胶 20 ~40%。
[0007] 作为优选，所述的高乙烯基硅生胶中乙烯基摩尔分数为0. 16%，所述的低乙烯基硅 生胶中乙烯基摩尔分数为0. 04%。
[0008] 本发明还包括补强剂、结构控制剂、阻燃剂、金属氧化物、发泡剂、低温硫化剂、高 温硫化剂。
[0009] 作为优选，按重量份计，本发明还包括：补强剂10~25%、结构控制剂0. 5~1. 5%、 阻燃剂10~25%、金属氧化物3~8%、发泡剂1. 5~4%、低温硫化剂0. 3~0. 6%、高温硫 化剂1~3%。
[0010] 所述补强剂为气相白碳黑，作为优选为气相白碳黑EH-5,所述发泡剂是环保型发 泡剂。
[0011] 本发明还提供一种环保微孔硅橡胶海绵的制备方法，包括以下步骤： a. 基础胶密炼：按配方比例将高乙烯基硅生胶、低乙烯基硅生胶，以及其他辅料加入 捏合机中搅拌、升温，冷却后取出； b. 混炼胶加硫分散：将冷却后的混炼胶加入硫化剂、发泡剂进行混炼； c. 挤出过滤排气：将混炼胶挤成胶条待用； d. 硫化定型； e. 防缩定型处理。
[0012] 进一步，所述步骤a中的辅料为补强剂、结构控制剂、阻燃剂、金属氧化物。
[0013] 进一步，所述步骤a是按配方比例将高乙烯基娃生胶、低乙烯基娃生胶、气相白碳 黑、结构控制剂、阻燃剂、金属氧化物加入捏合机中搅拌，同时升温到175~190°C后，恒温 混合3. 5~4. 5小时停止搅拌，待胶料冷却后取出。
[0014] 进一步所述步骤b是将冷却后的混炼胶用开炼机加入两种硫化剂、发泡剂进行混 炼，保证胶料充分分散均勾。
[0015] 进一步所述步骤c是将分散好的混炼胶用过滤挤出机挤成的胶条待用，挤出时机 头处加180~250目不锈钢滤网两层，将胶料中的杂质过滤掉，同时消除胶料中的空气，以 保证一段硫化定型时气孔均匀而无大气窝。
[0016]作为优选，步骤d为两段硫化方式进行。
[0017] 进一步所述步骤d是将模具预热25分钟以上，将挤好的胶条称重计量均匀摆放到 预热好的模具型腔中，合模硫化，在130~145°C的条件下进行18~28分钟后取出；再将 胶板趁热放入150~190°C的烘箱中发泡，发泡时间为55~65分钟。
[0018]进一步所述步骤e是将发泡后海绵胶板放入195~205°C的烘箱中，热处理22~ 26小时后取出，此时硅橡胶海绵的泡孔完全定型，不会再产生收缩变形现象。
[0019] 所述步骤b中，混炼过程中要求薄通18~25遍，辊距不大于0. 5mm，作为优选薄通 20遍。
[0020] 所述步骤c中，胶条大小为40~60mm*40~60mm，作为优选胶条大小为 50mm*50mm〇
[0021] 作为优选，一种环保微孔硅橡胶海绵的制备方法包括以下步骤： a. 基础胶密炼：按配方比例将硅生胶、气相白碳黑EH-5、结构控制剂、阻燃剂、金属氧 化物加入捏合机中搅拌，同时升温到180°C后，恒温混合4小时停止搅拌，待胶料冷却后取 出； b. 混炼胶加硫分散：将冷却后的混炼胶用开炼机加入两种硫化剂、发泡剂进行混炼， 要求薄通20遍，辊距不大于0. 5mm，保证胶料充分分散均匀； c. 挤出过滤排气：将分散好的混炼胶用专用过滤挤出机挤成50mm*50mm的胶条待用， 挤出时机头处加200目不锈钢滤网两层，将胶料中的杂质过滤掉，同时消除胶料中的空气， 以保证一段硫化定型时气孔均匀而无大气窝； d. -段硫化定型：模具预热30分钟，将挤好的胶条称重计量均匀摆放到预热好的模具 型腔中，合模硫化，140°CX20分钟后取出，再将一段定型后的胶板趁热放入180°C的烘箱 中发泡，1小时后取出； e. 防缩定型处理：将发泡后海绵胶板放入200°C的烘箱中，热处理24小时后取出，此时 硅橡胶海绵的泡孔完全定型，不会再产生收缩变形现象。
[0022] 采用本发明的技术方案制作的环保型微孔硅橡胶海绵具有以下优点： 1. 高低乙烯基含量的硅生胶相配合可以提升硅橡胶海绵强度； 2. 加入金属氧化物能够提高硅橡胶海绵的交联度； 3. 低温硫化剂与高温硫化剂的配合便于硅橡胶海绵发泡度的控制及保证交联度； 4. 配方设计方面未添加任何对环境有害的物质，达到欧盟RoHS指令； 5. 产品具有无卤阻燃、回弹性好，压缩永久变形小，撕裂强度高，海绵孔结构细微且均 匀，表面光滑不发粘等优点； 6. 产品在高温环境下长期使用，回弹及耐温、耐候性能不下降。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例1的环保型微孔硅橡胶海绵的放大图； 图2是本发明实施例2的环保型微孔硅橡胶海绵的放大图； 图3是国内市场上较佳的硅橡胶海绵的放大图。
【具体实施方式】
[0024] 为进一步阐述本发明所达到的预定目的与技术手段及功效，以下结合图1、图2、 图3与实施例，对本发明的具体实施方案进行详细说明。
[0025] 实施例1:一种环保微孔硅橡胶海绵，其原料按重量份计为：乙烯基摩尔分数为 0. 16%的高乙烯基硅生胶50份、乙烯基摩尔分数为0. 04%的低乙烯基硅生胶50份、补强剂 EH-5气相白碳黑20份、结构控制剂2份、阻燃剂30份、金属氧化物5份、环保型发泡剂3 份、低温硫化剂0. 6份、高温硫化剂2. 5份，其制备过程包括以下步骤： a. 基础胶密炼：按配方比例将硅生胶、结构控制剂、阻燃剂、金属氧化物加入捏合机 中搅拌，在搅拌的过程中将气相白碳黑分批逐步加入到捏合机中，同时升温，待料温升到 180°C，恒温混合4小时后停止搅拌，待胶料冷却取出； b. 混炼胶加硫分散：将冷却后的混炼胶用开炼机加入两种硫化剂、发泡剂进行混炼， 要求薄通20遍，辊距不大于0. 5mm，保证胶料充分分散均匀； c. 挤出过滤排气：将分散好的混炼胶用专用过滤挤出机挤成50mm*50mm的胶条待用， 挤出时机头处加200目不锈钢滤网两层，将胶料中的杂质过滤掉，同时消除胶料中的空气， 以保证一段硫化定型时气孔均匀而无大气窝； d. 硫化定型：模具预热30分钟，将挤好的胶条根据产品大小计量称重均匀摆放到预热 好的模具型腔中，合模硫化，充分回压排气，140°CX20分钟后取出，再将一段定型后的胶 板趁热迅速放入180°C的烘箱中发泡，恒温1小时后取出； e. 防缩定型处理：将发泡后海绵胶板放入200°C的烘箱中，恒温热处理24小时后取出， 此时硅橡胶海绵的泡孔完全定型，不会再产生收缩变形现象。
[0026]制取的产品与市面上某公司最佳硅橡胶海绵测试后的对比数据进行比对得到：
以上数据清楚的表明，两种硅橡胶海绵在硬度和视密度相同的情况下，采用实施例制 取的硅橡胶海绵的的物理性能明显好于国内其它产品，其中拉伸强度更高和压缩永久变形