專利名稱：一種開孔型硅橡膠泡沫材料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開孔型硅橡膠泡沫材料及其制備方法和用途，屬于高分子材料加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅橡膠泡沫材料是硅橡膠經(jīng)過發(fā)泡后制備的多孔性高分子彈性材料，根據(jù)泡孔結(jié)構(gòu)的不同可分為閉孔、開孔和混合孔硅橡膠泡沫。硅橡膠泡沫材料將硅橡膠與泡沫材料的特性結(jié)合于一體，不但具有硅橡膠的優(yōu)良特性，還具有良好的耐高能沖擊和隔音隔熱等特性，可用作密封、減震、隔音和隔熱等材料，在交通運輸、石油、化工、電子工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域的應用日益廣泛。
制備泡沫材料的方法有兩種，即化學發(fā)泡和物理發(fā)泡，辛燕，馬玉珍，姚偉，制備開孔硅橡膠泡沫的一種新方法，《特種橡膠制品》，2001，22(3)32～34?；瘜W發(fā)泡是在硅橡膠中加入發(fā)泡劑，然后通過加熱使發(fā)泡劑分解，制得硅橡膠泡沫材料?；瘜W發(fā)泡制備的硅橡膠泡沫通常為閉孔材料，其非鏈式的發(fā)泡反應使得材料的泡孔大小、泡孔結(jié)構(gòu)、密度均勻性都難以控制；物理發(fā)泡是將填充有無機成孔劑的膠料硫化定型后，用溶劑將無機成孔劑溶析出來，得到開孔型泡沫材料。泡沫材料的孔徑、密度取決于加入的成孔劑的粒徑及含量，材料力學性能均勻性取決于加工工藝，材料形狀、尺寸取決于熱壓模具。
采用溶析法制備硅橡膠泡沫材料，傳統(tǒng)的硫化方法是采用過氧化物交聯(lián)，能耗高，酸性物質(zhì)和易產(chǎn)生氫的物質(zhì)容易使過氧化物產(chǎn)生的自由基鈍化，降低交聯(lián)效率；此外，過氧化物交聯(lián)的均勻性受其在硅橡膠中分散狀態(tài)的影響，由于硅橡膠傳熱性差，內(nèi)部受熱慢于表層，往往造成膠料的表層和內(nèi)部交聯(lián)程度不一致；而且過氧化物殘留還會導致制品后期降解，力學性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種開孔型硅橡膠泡沫材料及其制備方法。其特點是將硅橡膠與補強劑、結(jié)構(gòu)控制劑、成孔劑、助交聯(lián)劑混合并成型，經(jīng)電子束或γ射線輻射后硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應，然后將交聯(lián)硅橡膠通過水洗溶析出成孔劑，獲得開孔硅橡膠泡沫材料。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。
開孔型硅橡膠泡沫材料的配方組分為硅橡膠100份，補強劑15～80份，結(jié)構(gòu)控制劑2～15份，成孔劑150～300份，助交聯(lián)劑0～4份；硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和/或甲基苯基乙烯基硅橡膠中的至少一種；補強劑為沉淀法白炭黑或者氣相法白炭黑；結(jié)構(gòu)控制劑為羥基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種；成孔劑為尿素、氯化鉀、氯化鈉或硝酸鉀中的任意一種；助交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)或三烯丙基氰脲酸酯(TAC)中的任意一種；開孔型硅橡膠泡沫材料的制備方法1、硅橡膠膠料的制備將100重量份的硅橡膠、15～80重量份的補強劑、2～15重量份的結(jié)構(gòu)控制劑，采用開煉機或密煉機在室溫下混煉均勻，混煉時間為8～15分鐘，再將混煉好的膠料于室溫下存放1～30天，在溫度150～180℃下熱處理1～5小時，然后返煉并加入150～300重量份的成孔劑、0～4重量份的助交聯(lián)劑混煉均勻，混煉時間為8～15分鐘，最后將混煉好的膠料于室溫下模塑成型為片材；2、硅橡膠片材的輻射交聯(lián)采用60Coγ-射線源或電子靜電加速器，在室溫下空氣中對硅橡膠片材進行輻射，輻射劑量為20～100kGy，使硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應；3、輻射交聯(lián)硅橡膠的溶析成孔將輻射交聯(lián)硅橡膠放置于沸水中，水洗移出成孔劑，然后置于烘箱中，在溫度40～50℃下烘干，獲得開孔型硅橡膠泡沫材料。
制得的開孔型硅橡膠泡沫材料具有優(yōu)良的綜合性能，詳見表1所示，本發(fā)明具有如下優(yōu)點工藝簡單，操作簡便，成本較低，制得的開孔型硅橡膠泡沫材料具有優(yōu)良的綜合性能。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只能用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
實施例1、將100克二甲基硅橡膠、15克氣相法白炭黑、2克羥基硅油，采用雙輥開煉機在室溫下混煉8分鐘，再將混煉好的膠料于室溫下存放1天后，在溫度150℃下熱處理5小時，返煉并加入150克尿素、4克三烯丙基異氰脲酸酯，混煉均勻，混煉時間為8分鐘，然后于室溫下在平板硫化機上壓縮模塑成型為板材；采用圓柱體式60Coγ射線源，在室溫下空氣中，對硅橡膠膠料進行輻射交聯(lián)，輻射劑量為30kGy。將交聯(lián)后的膠片浸在沸水中，洗出其中的成孔劑后，置于烘箱中在溫度40～50℃下烘干。
2、將100克甲基乙烯基硅橡膠、25克氣相法白炭黑、7克八甲基環(huán)四硅氧烷，采用密煉機在室溫下混煉10分鐘，將混煉好的膠料于室溫下存放3天后于170℃下熱處理1小時，返煉并加入200克氯化鉀、4克三烯丙基氰脲酸酯，混煉均勻，混煉時間為10分鐘，然后于室溫下在平板硫化機上壓縮模塑成型為板材；采用采用JJ-2型靜電加速器，在室溫下空氣中，對硅橡膠膠料進行輻射交聯(lián)，輻射劑量為20kGy。交聯(lián)后的膠片浸在沸水中，洗出其中的成孔劑后，置于烘箱中在溫度40～50℃下烘干。
3、將50克甲基乙烯基硅橡膠，50克二甲基硅橡膠，35克氣相法白炭黑、10克二苯基硅二醇，采用雙輥開煉機在室溫下混煉12分鐘，將混煉好的膠料于室溫下存放7天后于170℃下熱處理3小時，返煉并加入250克氯化鈉、2克三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，混煉均勻，混煉時間為10分鐘，然后于室溫下在平板硫化機上壓縮模塑成型為板材；采用圓柱體式Co60γ射線源，在室溫下空氣中，對硅橡膠膠料進行輻射交聯(lián)，輻射劑量為50kGy。交聯(lián)后的膠片浸在沸水中，洗出其中的成孔劑后，置于烘箱中在溫度40～50℃下烘干。
4、將100克甲基苯基乙烯基硅橡膠、80克沉淀法白炭黑、12克γ-氨丙基三乙氧基硅烷，采用雙輥開煉機在室溫下混煉15分鐘，將混煉好的膠料于室溫下存放30天后于180℃下熱處理3小時，返煉并加入300克硝酸鉀，混煉均勻，混煉時間為12分鐘，然后于室溫下在平板硫化機上壓縮模塑成型為板材。采用JJ-2型靜電加速器，在室溫下空氣中，對硅橡膠膠料進行輻射交聯(lián)，輻射劑量為100kGy。交聯(lián)后的膠片浸在沸水中，洗出其中的成孔劑后，置于烘箱中在溫度40～50℃下烘干。
表1本發(fā)明的開孔型硅橡膠泡沫材料的性能

權(quán)利要求
1.一種開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于該泡沫材料的配方組分按重量計為硅橡膠100份，補強劑15～80份，結(jié)構(gòu)控制劑2～15份，成孔劑150～300份，助交聯(lián)劑0～4份；該泡沫材料的泡沫密度為0.55～0.70g/cm3、拉伸強度為0.55～0.76MPa、斷裂伸長率為380～460％，壓縮強度為80～390kPa，壓縮永久變形小于5％。
2.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于硅橡膠為二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠和/或甲基苯基乙烯基硅橡膠中的至少一種。
3.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于補強劑為沉淀法白炭黑或者氣相法白炭黑。
4.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于結(jié)構(gòu)控制劑為羥基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種。
5.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于成孔劑為尿素、氯化鉀、氯化鈉或硝酸鉀中的任意一種。
6.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料，其特征在于助交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯或三烯丙基氰脲酸酯中的任意一種。
7.按照權(quán)利要求1～6之一所述開孔型硅橡膠泡沫材料的制備方法，其特征在于a.硅橡膠膠料的制備將100重量份的硅橡膠、15～80重量份的補強劑、2～15重量份的結(jié)構(gòu)控制劑，采用開煉機或密煉機在室溫下混煉均勻，混煉時間為8～15分鐘，再將混煉好的膠料于室溫下存放1～30天，于溫度150～180℃熱處理1～5小時，然后返煉并加入150～300重量份的成孔劑、0～4重量份的助交聯(lián)劑混煉均勻，混煉時間為8～15分鐘，最后將混煉好的膠料于室溫下模塑成型為片材；b.硅橡膠片材的輻射交聯(lián)采用60Coγ-射線源或電子靜電加速器，在室溫下空氣中對硅橡膠片材進行輻射，輻射劑量為20～100kGy，使硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應；c.輻射交聯(lián)硅橡膠的溶析成孔將輻射交聯(lián)硅橡膠放置于沸水中，水洗移出成孔劑，然后置于烘箱中，在溫度40～50℃烘干，獲得開孔型硅橡膠泡沫材料。
8.按照權(quán)利要求1所述開孔型硅橡膠泡沫材料的用途，其特征在于該泡沫材料用作減震、絕緣、隔音材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開孔型硅橡膠泡沫材料及其制備方法和用途，其特點是將硅橡膠100重量份、補強劑15～80重量份、結(jié)構(gòu)控制劑2～15重量份、成孔劑150～300重量份、助交聯(lián)劑0～4重量份混合并成型，經(jīng)電子束或γ射線輻射后硅橡膠發(fā)生交聯(lián)反應，輻射劑量為20～100kGy，然后將交聯(lián)硅橡膠通過水洗溶析出成孔劑，獲得開孔型硅橡膠泡沫材料。本方法制備的開孔型硅橡膠泡沫材料用作減震、絕緣、隔音材料。
文檔編號C08J9/00GK1884378SQ20061002110
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者劉鵬波, 劉道龍, 徐聞 申請人:四川大學