[其他]防护海绵及其制造工艺

说明书

防护海绵及其制造工艺涉及硫化橡胶制品或材料及其制造工艺，系由丁基橡胶、天然橡胶和乙烯－醋酸乙烯共聚物或高压聚乙烯为主体原料，并添加过氧化二异丙苯，在加大活性剂氧化锌和硬脂酸用量后，各种分解温度降低协调，产生理想的共混性能和互溶性共硫性能。该工艺不用二次硫化，不作停放及收缩等后处理，其产品适应防震隔音器材、拳击手套及护胸护膝等防护用品的制造，具备宽广的应用潜力。

本发明涉及硫化橡胶制品或材料及其制造工艺。

在制造橡胶制品的常规硫化工艺中，丁基橡胶不能与其它不饱和度高的橡胶如天然橡胶共混互溶。制造丁基胶料的车间严禁一滴天然橡胶混入，否则制品报废。此外，由于丁基橡胶是以异丁烯为主体的共聚物，它只含少量异戊二烯，并因品种不同而略有差别。有些丁基橡胶的异戊二烯含量大约仅0.5%，即双键特别少。所以硫化速度特别慢，丁基橡胶因其不饱和度较低，需使用高效促进剂，采用高温或长时间硫化。特别是厚壁制品，因其热传导性不好，故需更长的硫化时间，温度高达170～180℃时硫化仍较慢，并惯用硫磺硫化和树脂硫化。

本发明旨在从丁基橡胶与天然橡胶不能互溶的禁区走出来，并从降低成本、简化工艺、上马快等方面入手，开发一种生产具有优异性能且用途广泛的防护海绵的新工艺。

本发明针对以上提出的任务对硫化时间、硫化温度以及配方用料等方面作了如下改进：即缩短硫化时间，降低硫化温度，选用塑料（改性乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或高压聚乙烯）与不饱和度低的丁基橡胶（IIR）和不饱和度高的天然橡胶（NR）并用，使丁基橡胶与天然橡胶发生互溶。根据丁基橡胶的硫化速度和乙烯-醋酸乙烯共聚物的交联体系，选用过氧化二异丙苯（DCP）作交联剂。试验证明过氧化二异丙苯很适应丁基橡胶和天然橡胶，因此而解决了丁基橡胶硫化速度慢的状况。但是，过氧化二异丙苯分解温度高达190℃时，对闭孔或微细孔海绵不适宜，对天然橡胶更不利，经多次试验，确定加大活性剂，氧化锌和硬脂酸用量，使之降低过氧化二异丙苯的分解温度，使异丁烯与异戊二烯相互交联成一共同体。在掺入塑料（高压聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物）后，添加适量三盐基性硫酸铅，能使塑料与天然橡胶和丁基橡胶共交联。整个工艺不用增粘剂、硫磺、树脂和催化剂，不需二次硫化，不需作停放及收缩等后处理。

本发明实施例：

实施例用原材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物或高压聚乙烯、天然橡胶、丁基橡胶、氧化锌、硬脂酸、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺和碳酸钙。

炼胶工艺规程：采用容量16～20公斤的XK-400橡胶机;辊距：薄通0.5～0.8毫米，投料4～5毫米，出片0.5～0.8毫米。辊温：投料前辊温90±5℃，后辊温80±5℃，出片前辊温80±5℃，后辊温70±5℃。

工艺要求：取天然橡胶和丁基橡胶为分散相各20份，乙烯-醋酸乙烯共聚物为连续相60份，在辊距0.8毫米以下投入边料成片后再投入生胶。辊温不得超过90±5℃，时间约6分钟，放厚4～5毫米加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，完全融溶后关闭蒸气温度降至80±5℃，时间约5分钟，然后加入碳酸钙12份及色料，并任意轻倒，时间4分钟，加完料后，再加入三盐基性硫酸铅1.7份、氧化锌和硬脂酸各5份，最后加入偶氮二甲酰胺8份，时间5分钟。操作须迅速，全部扫净下片薄通，辊距为0.5毫米，薄通二次加入余料，时间为18分钟，放厚成片，厚度为4～5毫米出片。出片厚度不超过0.8毫米，两边应均匀一至，时间10分钟，裁片整齐，长650毫米，宽380毫米待硫化处理。

硫化工艺采用750×800平板硫化机，将硫化平板压力保持在130～150kg/cm²，硫化平板机同步，柱塞下降速度约大于30毫米/秒，硫化温度控制在150～155℃，硫化时间10～20分钟，装胶容量根据模腔溶量适当增加5%左右，保证不缺胶为宜。

所生产出的海绵，其密度小于0.15克/厘米³、邵氏硬度为12～17度，回弹率大于（以10毫米为厚度的）25%，压缩变形小于30%，拉伸强度大于58牛顿/厘米²，断裂伸长率大于120%。

由此可见，与用单一材料制作海绵的工艺相比，本发明的优越性体现在生产成本低、工艺简单、周期短等几个方面。并且利用塑料（乙烯-醋酸乙烯共聚物或高压聚乙烯）作主体原料与丁基橡胶和天然橡胶并用，从而减少了只能用橡胶作主体原料的的负担。在工艺配方设计上，由于采用了过氧化工异丙苯作交联，降低了硫化温度、缩短了硫化时间。本发明还利用硬脂酸、氧化锌和三盐基性硫酸铅，使得各种分解温度降低协调，打破了惯用硫磺硫化和树脂硫化的规律，从而产生理想的共混性能和互溶性共硫性能。本发明生产出的海绵具有常规法生产的海绵所缺少的优异性能;如比重轻、弹性好、回弹力高、硬度低和变形小，不仅适应防震及隔音材料的制造，而且还适应比赛用拳击手套及护胸护膝等军民用防护用品的制造。作配套防护材料时，既可用冷粘方法成型，也可用线缝制成型。总之，通过本发明制造出的海绵具备及其宽广的应用潜力。