專利名稱：一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡彈性體的制備方法，特別是涉及一種微發(fā)泡腈類彈性體的制 備方法。
背景技術(shù)：
微發(fā)泡彈性體，具有獨特的微孔結(jié)構(gòu)能夠滿足多方面的需要，是一種重要的高分 子材料。微發(fā)泡腈類彈性體，主要是微發(fā)泡丁腈橡膠、微發(fā)泡氫化丁腈橡膠和微發(fā)泡羧基丁 腈橡膠，具有優(yōu)異的耐油、耐苯、耐磨、耐熱性、耐老化及耐氣透等性能，已在石油化工、航空 航天、汽車、阻尼材料和聲學(xué)材料等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。彈性體微發(fā)泡的技術(shù)關(guān)鍵在于合理設(shè)計發(fā)泡體系和硫化體系，使發(fā)泡過程與硫化 過程匹配。過早發(fā)泡容易導(dǎo)致交聯(lián)不足，相反，過晚發(fā)泡會產(chǎn)生過度交聯(lián)，這兩種情況都得 不到理想的微發(fā)泡彈性體。已知的彈性體微發(fā)泡技術(shù)，都是基于橡膠傳統(tǒng)的硫化技術(shù)，主要 由發(fā)泡配方設(shè)計和硫化配方設(shè)計兩部分構(gòu)成，涉及的原料包括發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑、硫化劑、 活化劑和硫化促進劑等(中國專利“熱塑性樹脂組合物，200710033038. 9,2011"；“耐油性 可發(fā)泡端蓋密封材料及其制備方法，200910055797. 4，2010” ；“連續(xù)氣孔丁腈橡膠發(fā)泡材料 及其制備方法，200810123331. 9，2008”)。配方設(shè)計復(fù)雜，毒害助劑多，容易污染彈性體基體 和環(huán)境，是這些已知彈性體微發(fā)泡技術(shù)的最大缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其發(fā)泡體系兼為硫化體 系，具有配方簡單和助劑無毒害的優(yōu)點。為實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是
a)在20°C 45°C溫度條件下，往加工設(shè)備加入100重量份腈類橡膠樹脂，塑煉aiiin 6min后隨即一次性加入12 100重量份多羥基羧酸、20 80重量份金屬氧化物、0 40 重量份相容劑和0 60重量份補強劑，再混煉Smin 15min出料，得復(fù)合膠料；
b)將復(fù)合膠料送入溫度為165°C 195°C的反應(yīng)設(shè)備，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)， 發(fā)泡壓力為5 MPa 10 MPa，5min 30min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。本發(fā)明所述的腈類橡膠樹脂是指丁腈橡膠樹脂、氫化丁腈橡膠樹脂或羧基丁腈橡 膠樹脂，或是上述兩種腈類橡膠樹脂的任意比例混合而成的混合腈類橡膠樹脂。本發(fā)明所述的多羥基羧酸是指檸檬酸、酒石酸或蘋果酸，或是上述兩種羥基羧酸 的任意比例混合而成的混合羥基羧酸。本發(fā)明所述的金屬氧化物是指氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、 氧化釹、氧化鑭含量> 70wt%的富鑭氧化物、氧化鈰含量> 60 wt%的富鈰氧化物、氧化鑭與 氧化鈰混合物含量> 80wt%的鑭鈰混合氧化物或氧化鐠與氧化釹混合物含量> 80wt%的鐠 釹混合氧化物。本發(fā)明所述的相容劑是指硬脂酸、月桂酸、正癸酸、硬脂胺或月桂胺。
本發(fā)明所述的補強劑是指炭黑或白炭黑。本發(fā)明所述的加工設(shè)備是指密煉機或開煉機。本發(fā)明所述的反應(yīng)設(shè)備是指發(fā)泡機或硫化機。本發(fā)明方法的發(fā)泡機制來源于多羥基羧酸的自身脫水、脫羧產(chǎn)生氣體，以及多羥 基羧酸和金屬氧化物中和反應(yīng)產(chǎn)生氣體；硫化機制來源于多羥基羧酸和腈類橡膠樹脂的共 價交聯(lián)反應(yīng)。由于所采用的多羥基羧酸和金屬氧化物為非毒害物質(zhì)，它們的組合體系又起 到了發(fā)泡兼硫化的作用，因此，與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下特點(1)配方 簡單，不含傳統(tǒng)的硫化劑、活化劑和硫化促進劑配方體系；(2)不使用毒害助劑，環(huán)保無污 染，符合綠色發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展需求。本發(fā)明方法所獲得的微發(fā)泡腈類彈性體擁有良好的耐 油性，適用于制作耐油性發(fā)泡橡膠制品。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明加以說明，而不是對本發(fā)明進行限制。實施例1
在45°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤羧基丁腈橡膠樹脂，塑煉aiiin后隨即一次 性加入100公斤蘋果酸、80公斤氧化鑭、40公斤硬脂胺和5公斤白炭黑，再混煉15min出 料，得復(fù)合膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為165°C的平板硫化發(fā)泡機，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡 硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力為10 MPa，30min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。按照國標(biāo)制備試 樣并測試，得到如下的試樣物性參數(shù) 密度0. 765g · c πΓ3 ；
吸油率0.394%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得；
邵氏硬度48 ；
斷裂強度1. 7MPa ；
斷裂伸長率245% ；
壓縮永久變形8. 2% ；
回彈性41%。實施例2
在20°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤丁腈橡膠樹脂，塑煉^iin后隨即一次性加 入55公斤酒石酸、50公斤氧化鋅、20公斤硬脂酸和30公斤炭黑，再混煉iaiiin出料，得復(fù)合 膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為180°C的平板硫化發(fā)泡機，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)， 發(fā)泡壓力為7. 5MPa，13min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。按照國標(biāo)制備試樣并測試， 得到如下的試樣物性參數(shù) 密度0. 632g · c πΓ3 ；
吸油率0. 166%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得；
邵氏硬度43 ；
斷裂強度3. SMPa ；
斷裂伸長率386% ；
壓縮永久變形11. ;
回彈性30%。
實施例3
在30°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤氫化丁腈橡膠樹脂，塑煉6min后隨即一次 性加入12公斤檸檬酸、20公斤氧化鎂和60公斤白炭黑，再混煉Smin出料，得復(fù)合膠料；再 將復(fù)合膠料送入溫度為195°C的平板硫化發(fā)泡機，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力 為5 MPa，5min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。按照國標(biāo)制備試樣并測試，得到如下的 試樣物性參數(shù)
密度0. 916g .c πΓ3 ；
吸油率0.278%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得；
邵氏硬度47 ；
斷裂強度4. 9MPa ；
斷裂伸長率410% ；
壓縮永久變形12.6%;
回彈性47%。實施例4
在35°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤由重量份比為1 :2的丁腈橡膠樹脂和氫化 丁腈橡膠樹脂混合而成的混合腈類橡膠樹脂，塑煉5min后隨即一次性加入25公斤由重量 份比為2 1的檸檬酸和蘋果酸混合而成的混合羥基羧酸、30公斤氧化鈣、20公斤硬脂酸和 25公斤炭黑，再混煉Ilmin出料，得復(fù)合膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為175°C的平板硫化 發(fā)泡機，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力為6 MPa, 16min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈 類彈性體。按照國標(biāo)制備試樣并測試，得到如下的試樣物性參數(shù) 密度0. 598g .c πΓ3 ；
吸油率0. 148%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得；
邵氏硬度37 ；
斷裂強度3. 2MPa ；
斷裂伸長率295% ；
壓縮永久變形9. 9% ；
回彈性36%。實施例5
在30°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤由重量份比為2 1的丁腈橡膠樹脂和羧基 丁腈橡膠樹脂混合而成的混合腈類橡膠樹脂，塑煉細(xì)in后隨即一次性加入35公斤由重量 份比為1 :2的酒石酸和蘋果酸混合而成的混合羥基羧酸、40公斤氧化鋅和25公斤硬脂酸， 再混煉13min出料，得復(fù)合膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為170°C的反應(yīng)設(shè)備，使復(fù)合膠料 發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力為6 MPa，20min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。按照國 標(biāo)制備試樣并測試，得到如下的試樣物性參數(shù) 密度0. 546g .c πΓ 3 ；
吸油率0. 117%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得； 邵氏硬度33 ； 斷裂強度2. 2MPa ； 斷裂伸長率225% ；壓縮永久變形7. 9% ； 回彈性23%。
實施例6
在20°C溫度條件下，往密煉機加入100公斤丁腈橡膠樹脂，塑煉^iin后隨即一次性加 入30公斤檸檬酸、40公斤鑭鈰氧化物(La2O3 49.32 %,Ce2O3 33.97 %，其它16. 71%)、20公斤 硬脂酸和30公斤白炭黑，再混煉IOmin出料，得復(fù)合膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為190°C 的平板硫化發(fā)泡機，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力為6MPa，8min后出料，冷卻， 得微發(fā)泡腈類彈性體。按照國標(biāo)制備試樣并測試，得到如下的試樣物性參數(shù) 密度0. 617g .c πΓ3 ；
吸油率0. 142%，在20士5°C條件下于20號機油浸泡7 后測得；
邵氏硬度45 ；
斷裂強度4. 3MPa ；
斷裂伸長率477% ；
壓縮永久變形14. 1%；
回彈性48%。
權(quán)利要求
1 一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是(1)以重量份計配方為 腈類橡膠樹脂多羥基羧酸 金屬氧化物 相容劑 補強劑(2)步驟12 100 20 80 0 40 0 60 ；在20°C 45°C溫度條件下，往加工設(shè)備加入腈類橡膠樹脂，塑煉aiiin 6min后隨即 一次性加入多羥基羧酸、金屬氧化物、相容劑和補強劑，再混煉Smin 15min出料，得復(fù)合 膠料；再將復(fù)合膠料送入溫度為165 195°C的反應(yīng)設(shè)備，使復(fù)合膠料發(fā)生發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā) 泡壓力為5 10 MPa, 5min 30min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是所述的腈類橡 膠樹脂是指丁腈橡膠樹脂、氫化丁腈橡膠樹脂或羧基丁腈橡膠樹脂，或是上述兩種腈類橡 膠樹脂的任意比例混合而成的混合腈類橡膠樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是所述的多羥基 羧酸是指檸檬酸、酒石酸或蘋果酸，或是上述兩種羥基羧酸的任意比例混合而成的混合羥 基羧酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是所述的金屬氧 化物是指氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化鑭含量> 70wt%的 富鑭氧化物、氧化鈰含量> 60 wt%的富鈰氧化物、氧化鑭與氧化鈰混合物含量> 80襯％的 鑭鈰混合氧化物或氧化鐠與氧化釹混合物含量> 80 wt%的鐠釹混合氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是所述的相容劑 是指硬脂酸、月桂酸、正癸酸、硬脂胺或月桂胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法，其特征是所述的補強劑 是指炭黑或白炭黑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微發(fā)泡腈類彈性體的制備方法。其特征是通過如下步驟實現(xiàn)在20℃～45℃條件下往加工設(shè)備加入100重量份腈類橡膠樹脂，塑煉2min～6min后一次性加入12～100重量份多羥基羧酸、20～80重量份金屬氧化物、0～40重量份相容劑和0～60重量份補強劑，混煉8min～15min得復(fù)合膠料；復(fù)合膠料在165℃~195℃下進行發(fā)泡硫化反應(yīng)，發(fā)泡壓力為5～10MPa；5min～30min后出料，冷卻，得微發(fā)泡腈類彈性體。本方法的發(fā)泡體系兼為硫化體系，具有配方簡單、助劑無毒害的特征，符合綠色發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展需求，所獲得的微發(fā)泡腈類彈性體擁有良好的耐油性，適用于制作耐油性發(fā)泡橡膠制品。
文檔編號C08L13/00GK102134328SQ20111004620
公開日2011年7月27日 申請日期2011年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月26日
發(fā)明者劉欣萍, 肖荔人, 許兢, 錢慶榮, 陳慶華, 陳榮國, 黃寶銓 申請人:福建師范大學(xué)