[发明专利]硫化发泡橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶领域，公开了一种硫化发泡橡胶及其制备方法。该方法包括：(1)将含有橡胶基体和硫化活化剂的组分A一段混炼；(2)将一段混炼胶与含有硫化剂、硫化促进剂和发泡剂的组分B二段混炼；(3)将二段混炼胶硫化；硫化包括依次进行的三个阶段：第一阶段硫化温度为100‑170℃，硫化压力为10‑20MPa，硫化时间为2‑20min；第二阶段硫化在第一阶段硫化的压力不变下进行，第二阶段硫化温度高于第一阶段硫化温度，硫化时间低于第一阶段硫化时间；第三阶段硫化在第二阶段硫化温度不变下进行，硫化压力低于第二阶段硫化压力，硫化时间高于第二阶段硫化时间。该方法制得的硫化发泡橡胶密度低，孔泡结构均匀。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体地，涉及一种硫化发泡橡胶的制备方法以及由该方法制备得到的硫化发泡橡胶。

背景技术

橡胶发泡材料又称为橡胶海绵、微孔橡胶或泡沫橡胶，由构成材料本身的连续固相(基质胶)和形成(孔隙)的流体相孔隙所组成。根据孔洞是否连通，分为开孔发泡材料、闭孔发泡材料和混合孔发泡材料。发泡橡胶通过适当增加泡孔体积，可以节约橡胶资源，并获得一般硫化橡胶所没有的高压缩率、柔软性等特点，最大限度地发挥橡胶的功能。橡胶发泡材料系高性能比材料，因其优异的物理力学性能，成本低廉，已被广泛应用于人们的日常生活中，这类材料的应用广泛涉及航空、航天、原子能、医学、环保、冶金、机械建筑、电化学以及石油化工等行业，可用于分离、过滤、布气、消音吸振、包装、屏蔽、隔热、热交换、生物移植、电化学过程等诸多场合，在科学技术研究和国民经济建设中发挥着巨大的作用，并且其作用也日益显著。

当前制作橡胶发泡材料技术的难点和关键点是发泡剂的分解速率和胶料硫化速率的匹配问题，两者的匹配性直接影响炮孔生成和结构。若发泡剂的分解速率和胶料的硫化速率相差太大，不能配合，则不能发泡。具体的，如发泡剂在胶料硫化焦烧点前分解，由于此时胶料粘度很低，气体会很快逸出，硫化后无气泡生成；如发泡剂在热硫化前期分解，由于胶料开始交联，但黏度仍较低，气孔容易破裂，硫化胶易生成开孔结构；如发泡剂在热硫化中期分解，由于此时胶料已有一定程度的硫化，黏度较高，因此硫化胶易生成闭孔结构；如发泡剂在热硫化后期分解，胶料已大部分交联，升成孔泡较小；如发泡剂在正硫化点以后分解，此时胶料已全部胶料，粘度过大，不能发泡。

在很多生产实践中，发泡速率和硫化速率的匹配主要依靠工艺人员的经验控制，盲目性大，且经常出现实验结果的不可重现性。虽然当前硫化发泡仪的普及有助于本领域技术人员探索硫化与发泡的关联性问题，但是在实际生产中对配方设计的要求仍然很高。

针对橡胶发泡材料领域的热点问题，很多期刊和专利中已经有了相关报道。

例如，CN1687206A提供了一种橡胶自由发泡材料的生产工艺，这种工艺是将动态硫化法引入橡胶发泡材料的生产工艺中，实现胶料的预硫化过程，从而把橡胶的硫化过程分为两步，即动态预硫化控制硫化的起点，补加的硫化体系控制硫化速度，高效稳定地实现了硫化和发泡过程的相互匹配，用热空气硫化发泡，可制得密度为0.08-0.65g/cm³之间的闭孔发泡材料。该发明虽然能有效解决硫化和发泡的匹配问题，但需要两次加硫，工艺较为复杂；此外，该方法为自由硫化，与模压硫化相比产品密度较大，且产品表面形态控制较难。

CN102161782A提供了一种橡胶类发泡材料。该橡胶发泡材料的配方为：天然橡胶48～60％，促进剂10～15％，发泡剂2～3％，填充剂28～35％，分散剂1～2％，软化剂4～8％，硫化剂0.2～0.5％。该配方中发泡剂包括低温发泡剂和高温发泡剂。该配方中突破性地选择同时在配方中使用低温发泡剂和高温发泡剂，使得材料在高温或低温的不同温度环境条件下都能发生化学分解反应，分解气体使橡胶膨胀发泡。该发明提供的橡胶发泡材料具有发泡倍率稳定、泡孔均匀细腻、分解比较温和、发泡速度与架桥速度的同步进行的优异性能，还具有保暖、防潮、防冷、防水、环保优异性能。尽管该发明制得的发泡材料性能较好，但是需要通过优化配方来完成，工艺复杂，并且对不同的胶种和不同的配合体系的普适性较差，只能适用于特定的领域之中。

发明内容