[发明专利]一种隔热橡胶材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于橡胶技术领域。一种隔热橡胶材料，1.包括以下按质量份数计算的组分：三元乙丙橡胶80‑120份、二氧化硅气凝胶10‑45份、软化剂1‑30份、无机阻燃填料10‑100份、补强剂1‑30份、硫化剂0.1‑10份。本发明隔热橡胶材料具有良好的力学性能、隔热性能和阻燃性能。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种隔热橡胶材料及其制备方法和应用。

背景技术

现有的隔热材料主要包括烧蚀类和非烧蚀(可重复使用)类。烧蚀类材料是指在热流环境中，防热材料能够发生分解、熔化、升华等多种吸收热能的物理化学变化，通过材料自身的质量损失消耗带走大量热量，以达到阻止热流传入结构内部的目的。非烧蚀类材料仅用于相对缓和的环境，外部热量到达材料表面时，通过再辐射和对流将大部分热量从表面辐射出去，仅有极小部分热量到达材料内部。

三元乙丙橡胶(EPDM)密度低，热分解温度高，耐热氧老化性能好，充填系数大，与多种复合材料均有良好的相容性，是目前常见的一种耐烧蚀材料。但是EPDM隔热材料中的橡胶基材和有机填料在高温下可能裂解成小分子，耐烧蚀性有限，无法抵抗中高温作用，为了满足耐烧蚀和抗冲刷性能，需要加入无机阻燃填料和有机树脂等增加耐烧蚀性，无机阻燃填料的加入会降低材料的断裂伸长率，材料高温下易变硬脆化，导致性能下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种隔热橡胶材料，该橡胶材料具有良好的力学性能、隔热性能和阻燃性能。

本发明的技术方案如下：

一种隔热橡胶材料，包括以下按质量份数计算的组分：三元乙丙橡胶80-120份、二氧化硅气凝胶10-45份、软化剂1-30份、无机阻燃填料10-100份、补强剂1-30份、硫化剂0.1-10份。

进一步的，所述二氧化硅气凝胶为硅烷偶联剂改性的二氧化硅气凝胶。

进一步的，所述软化剂为石蜡油。石蜡油饱和烃含量高、硫氮含量低，具有高闪点、高粘度的特性，可提高复合材料的抗氧化降解性能和耐热性能，提高了材料的可塑性，降低了材料粘度和混炼温度，提高了材料的韧性、伸长率和抗冲击性能。

进一步的，所述补强剂为陶土和氧化锌。补强剂可以提高复合材料的抗冲击强度、弯曲模量、热伸长率、热撕裂强度、耐老化性能和抗刮耐磨性。

进一步的，所述无机阻燃填料包括炭黑、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、羟基磷灰石中的至少一种。无机阻燃填料可提高复合材料的机械强度、抗刮粘膜性和耐热性能，不同结构、不同粒径的无机阻燃填料分散于胶材中，可形成紧密排列的层叠结构，有效阻隔温度传递，提高材料隔热性能。

进一步的，所述硫化剂为二叔丁基过氧化物和过氧化二异丙苯。硫化剂交联效果好，可提高复合材料的力学性能。

进一步的，还包括以下组分中的至少一种：促进剂3-6份、防老剂1-5份。

进一步的，所述促进剂包括二硫化四丁基秋兰姆、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、环氧硬脂酸丁酯中的至少一种；所述防老剂包括微晶蜡、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉、四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2,4-二叔丁基苯基亚磷酸酯]。

一种所述的隔热橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将二氧化硅气凝胶和三元乙丙橡胶投入开炼机，在75-85℃下混炼1-3h；

S2.加入无机阻燃填料和补强剂，混炼1-3h；

S3.加入除硫化剂和促进剂外的余下组分，混炼1-10min；

S4.加入硫化剂和促进剂，薄通7-8次，挤出机塑化造粒即可，挤出温度为90-110℃。