一种氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及高分子聚合物及其制备，具体涉及一种氯丁橡胶闭孔发泡材料及其制备方法。
背景技术
目前，市面上的橡胶类发泡板材主要有改性丁腈橡胶(NBR)发泡材料、硅橡胶发泡材料、EVA橡胶发泡材料、PE橡胶发泡材料等，但这些发泡材料在耐老化、耐气候、阻燃、耐酸碱及耐化学溶性等方面仍不尽人意。
目前没有发现有关利用氯丁橡胶作为原料闭孔发泡的发泡材料的报道。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种以氯丁橡胶为主体材料闭孔发泡而成的新型的发泡材料，本发明的氯丁橡胶闭孔发泡材料具有优良的弹性，同时还具有良好的耐老化、耐气候、阻燃、耐酸碱、耐油、耐化学溶性的性能，并且对环境友好。
本发明所述的氯丁闭孔发泡材料，由下述重量份的原料制得：
氯丁橡胶100PHR
镁强粉或碳酸钙30-200PHR
碳黑20-45PHR
硫化促进剂0.5-1.5PHR
发泡剂3-15PHR
尿素脂0-5PHR
石蜡1-3PHR
防老剂1-3PHR
抗氧剂1-3PHR
硫代二丙酸二月桂酯1-3PHR
硬脂酸1-2PHR
氧化锌、氧化镁中的一种或两种的混合物8-15PHR
油膏5-15PHR
凡士林5-8PHR
分散剂1-4PHR
环烷油10-40PHR。
所述的氯丁橡胶闭孔发泡材料，优选由下述重量份的原料制得：
氯丁橡胶100PHR
镁强粉或碳酸钙30-40PHR
碳黑22-28PHR
乙烯基硫脲促进剂0.7-1PHR
发泡剂3-4PHR
尿素脂2-3PHR
石蜡2-3PHR
防老剂1-1.5PHR
抗氧剂1-1.5PHR
硫代二丙酸二月桂酯1.5-2PHR
硬脂酸1-2PHR
氧化锌、氧化镁中的一种或两种的混合物8-15PHR
油膏7-10PHR
凡士林5-6PHR
分散剂1.5-3PHR
环烷油10-15PHR。
本发明还提供所述的氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)塑炼
(2)混炼
(3)热炼、出片
(4)挤出
(5)第一次模内闭孔发泡
(6)第二次模内闭孔发泡、稳形，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
为了更好地实施，所述的制备方法包括以下步骤：
(1)塑炼
将氯丁橡胶投入第一开炼机内塑炼，开炼机辊温控制在50-60℃(较佳为55℃)，先以5-6mm辊距通过3-4次，使之受热压软，再以3-4mm辊距通过3-4次，此后以1.5-2.5mm的小辊距薄通10-15min，最后以5-6mm辊距下片冷却停放24小时以上；
(2)混炼
A、将步骤(1)处理后的氯丁橡胶投入密炼机内捏炼3-5分钟，然后将氧化镁、抗氧剂、分散剂投入密炼机内捏炼3-5分钟；
B、将碳黑、镁强粉的1/2投入密炼机内；
C、将凡士林、油膏、环烷油投入密炼机内；
D、再将碳黑、镁强粉剩余的1/2投入密炼机内；
E、将氧化锌和氧化镁中的一种或两种的混合物、硫化促进剂、发泡剂、尿素脂、石蜡、硬脂酸、硫代二丙酸二月桂酯投入密炼机内，然后进行加压式捏炼8-12分钟；
然后再混炼到95-105℃时停止；
F、排胶、冷却；
(3)热炼、出片
将混炼后的胶料投入第二开炼机热炼打包三次后，冷却停放24小时；
然后再投入第三开炼机打包翻练两次，再投入第四开炼机以15-20mm厚度出片；
(4)挤出
然后投入挤出机滤胶挤出成胶胚，挤出机温度控制为70-95℃；
(5)第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断、称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力1500-2000T，硫化时间25-45分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却光面处理；
(6)第二次模内闭孔发泡、稳形
将第一次发泡体送到第二台硫化机内进行第二次发泡硫化，硫化压力300-500T，硫化时间25-45分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
步骤(4)中挤出机的转速较佳为550转/分。
氯丁橡胶的橡胶分子结构均一，为极性高聚物，分子链上的氯原子使其具有优良的耐燃性，耐臭氧和耐大气老化的特性，具有良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂的性能，扩大了发泡材料的使用范围，使材料能够在苛刻恶劣的环境中使用，可应用于保温、隔热、包装、减震、密封、电声设备、汽车家电、潜水衣、健身器材的领域。
利用氯丁橡胶做为主体原材料，采用闭孔发泡生产的材料具有优良的弹性，良好的耐老化、耐气候、阻燃，耐酸碱、耐油、耐化学溶性的性能，能在苛刻恶劣的环境条件下使用，并符合环保要求，通过SGS检测符合新的欧盟标准REACH。
另外，本发明的制备工艺过程控制简单，节约能源，降低人力资源成本，具有良好的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
以下提供一些本发明的具体实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
其中，所用的主要原料的来源为：
氯丁橡胶——日本电化
炭黑——湖南邵阳碳黑厂
硫化促进剂、石蜡、防老剂、抗氧剂、硫代二丙酸二月桂酯、MgO、ZnO、油膏、凡士林、分散剂——景博公司
发泡剂、尿素脂——H杭州海虹公司
硬脂酸——杭州油脂化工厂
环烷油——荆门石化
所用主要设备的型号、数量及来源为：
切胶机 0.75T 2台 上海橡胶机械厂
开炼机 550×1530 4台 泉州誉诚盛机械厂
密炼机 75升 1台 泉州誉诚盛机械厂
挤出机 250型 1台 上海盈北机械设备厂
硫化机 2台 江苏无锡锦和科技公司
切片机 1/B 2台 上海盈北机械设备厂
实施例1-3氯丁橡胶闭孔发泡材料
实施例1-3的各原料重量配比(PHR)如下：
序号 原材料 型号或规格 实施例1 实施例2 实施例3 1 氯丁橡胶W型 M-40 100 100 100 2 碳黑 N-550 28 25 22 3 镁强粉 40 35 30 4 氧化镁 4 5 5 5 氧化锌 5 5 5 6 乙烯基硫脲促进剂 NA-22 0.9 0.8 0.75 7 发泡剂 AC-9 3.8 3.5 3.3 8 尿素脂 2.5 2.5 2.5 9 石蜡 W54 2.5 2.5 2.5 10 防老剂 BHT264 1.3 1.3 1.3 11 抗氧剂 224 1.2 1.2 1.2 12 硫代二丙酸二月桂 酯 1.8 1.8 1.8 13 硬脂酸 ST 1.2 1.2 1.2 14 环烷油 55# 15 13 10 15 油膏 8 8 8 16 凡士林 5 5 5 17 分散剂 AT-B 2 2 2 合计 222.2 212.8 201.55
实施例4 实施例1的氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法
(1)塑炼
将氯丁橡胶投入22寸开炼机内塑炼，开炼机辊温控制在50℃，先以5mm辊距通过3次，使之受热压软，再以3mm辊距通过3次，此后以2.5mm的小辊距薄通10min，最后以5mm辊距下片冷却停放24小时；
(2)混炼
A、将步骤(1)处理后的氯丁橡胶投入75L加压式密炼机的料室内捏炼5分钟，然后将氧化镁、抗氧剂、分散剂投入密炼机的料室内捏炼5分钟；
B、将碳黑、镁强粉的1/2投入密炼机的料室内；
C、将凡士林、油膏、环烷油投入密炼机的料室内；
D、再将碳黑、镁强粉剩余地1/2投入密炼机的料室内；
E、将氧化锌和氧化镁中的一种或两种的混合物、硫化促进剂、发泡剂、尿素脂、石蜡、硬脂酸、硫代二丙酸二月桂酯投入密炼机的料室内，然后进行加压式捏炼12分钟；
然后再混炼到95℃时停止；
F、排胶、冷却；
(3)热炼、出片
将混炼后的胶料投入另一22寸开炼机热炼打包三次后，冷却停放24小时；
然后再投入18寸开炼机打包翻练两次，再投入16寸开炼机以15mm厚度出片；
(4)挤出
以输送带方式投入挤出机滤胶挤出成胶胚，挤出机温度控制为70℃，挤出机的转速为500转/分；
(5)第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断、称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力1500T，硫化时间45分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却光面处理；
(6)第二次模内闭孔发泡、稳形
将第一次发泡体送到第二台硫化机内进行第二次发泡硫化，硫化压力300T，硫化时间25分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
实施例5实施例2的氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法
(1)塑炼
将氯丁橡胶投入22寸开炼机内塑炼，开炼机辊温控制在55℃，先以6mm辊距通过4次，使之受热压软，再以4mm辊距通过4次，此后以1.5mm的小辊距薄通15min，最后以6mm辊距下片冷却停放26小时；
(2)混炼
A、将步骤(1)处理后的氯丁橡胶投入75L加压式密炼机的料室内捏炼3分钟，然后将氧化镁、抗氧剂、分散剂投入密炼机的料室内捏炼3分钟；
B、将碳黑、镁强粉的1/2投入密炼机的料室内；
C、将凡士林、油膏、环烷油投入密炼机的料室内；
D、再将碳黑、镁强粉剩余的1/2投入密炼机的料室内
E、将氧化锌和氧化镁中的一种或两种的混合物、硫化促进剂、发泡剂、尿素脂、石蜡、硬脂酸、硫代二丙酸二月桂酯投入密炼机的料室内，然后进行加压式捏炼12分钟；
然后再混炼到100℃时停止；
F、排胶、冷却；
(3)热炼、出片
将混炼后的胶料投入另一22寸开炼机热炼打包三次后，冷却停放24小时；
然后再投入18寸开炼机打包翻练两次，再投入16寸开炼机以20mm厚度出片；
(4)挤出
以输送带方式投入挤出机滤胶挤出成胶胚，挤出机温度控制为95℃，挤出机的转速为650转/分；
(5)第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断、称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力2000T，硫化时间25分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却光面处理；
(6)第二次模内闭孔发泡、稳形
将第一次发泡体送到第二台硫化机内进行第二次发泡硫化，硫化压力500T，硫化时间45分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
实施例6实施例3的氯丁橡胶闭孔发泡材料的制备方法
(1)塑炼
将氯丁橡胶投入22寸开炼机内塑炼，开炼机辊温控制在60℃，先以5.5mm辊距通过4次，使之受热压软，再以3mm辊距通过4次，此后以2mm的小辊距薄通12min，最后以5.5mm辊距下片冷却停放24小时；
(2)混炼
A、将步骤(1)处理后的氯丁橡胶投入75L加压式密炼机(捏炼4分钟，然后将氧化镁、抗氧剂、分散剂投入密炼机捏炼4分钟；
B、将碳黑、镁强粉的1/2投入密炼机内；
C、将凡士林、油膏、环烷油投入密炼机内；
D、再将碳黑、镁强粉剩余的1/2投入密炼机内；
E、将氧化锌和氧化镁中的一种或两种的混合物、硫化促进剂、发泡剂、尿素脂、石蜡、硬脂酸、硫代二丙酸二月桂酯投入密炼机内，然后进行加压式捏炼10分钟；
然后再混炼到95℃时停止；
F、排胶、冷却；
(3)热炼、出片
将混炼后的胶料投入另一22寸开炼机热炼打包三次后，冷却停放24小时；
然后再投入18寸开炼机打包翻练两次，再投入16寸开炼机以18mm厚度出片；
(4)挤出
以输送带方式投入挤出机滤胶挤出成胶胚，挤出机温度控制为70-95℃，挤出机的转速为550转/分；
(5)第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断、称量，送到第一台硫化机内进行第一次闭孔发泡硫化，硫化压力1700T，硫化时间35分钟，硫化温度134±5℃，得到第一次发泡体，冷却光面处理；
(6)第二次模内闭孔发泡、稳形
将第一次发泡体送到第二台硫化机内进行第二次发泡硫化，硫化压力400T，硫化时间35分钟，硫化温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却至室温得到成品。
产品性能指标见下表
由上表可见，本发明所制造的氯丁橡胶闭孔发泡材料具有阻燃性好(氧指数≥32％)拉伸强度高(≥6kg/c m2)伸长率高(≥450％)撕裂性能好(撕裂强度≥2kg/cm)压缩永久变形小(≤30％)耐磨止滑、耐气候、耐酸碱、耐老化、耐化学药品、弹性好等特点。