專利名稱：一種廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子發(fā)泡材料的制備方法，特別是廢舊橡膠膠粉/橡膠彈性體共混發(fā)泡的制備方法。
背景技術：
廢舊橡膠是一種高分子材料廢棄物，主要來源于廢輪胎、廢膠帶、廢膠管等橡膠制品，其數(shù)量已高居廢舊高分子材料第二位。廢舊橡膠含有三維網(wǎng)狀分子鏈結構，因此難以降解，廢橡膠內(nèi)含有大量有機化合物燃燒后會產(chǎn)生有毒氣體污染環(huán)境。無論是從綠色環(huán)保角度還是從經(jīng)濟效益角度出發(fā)，合理的循環(huán)利用廢舊橡膠都已成為世界各國研究的重點。
橡膠型氯化聚乙烯由于含有20%到45%的氯破壞了 HDPE的結晶性能。近年來，其作為一種特種橡膠材料等到了十分廣泛的應用。然而純的橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡制品由于門尼粘度大，起泡不均勻很容易導致熔體破裂產(chǎn)生大泡孔，從而嚴重影響制品的力學性能。 因此人們通常采用加入炭黑等填料的方法改善發(fā)泡特性，但是炭黑的加入雖然起到成核作用，但作為補強填料會使制品硬度增加，損失彈性性能。本發(fā)明以廢舊膠粉代替炭黑作為填料，在發(fā)泡過程中不僅起到成核作用，有利于泡孔的形成與生長，橡膠發(fā)泡材料內(nèi)部的橡膠小顆粒也可以起到彈性緩沖的效果，使得生產(chǎn)出的制品不僅泡孔分布均勻，發(fā)泡率也更大， 密度更小，更柔軟。此外活化劑的加入增強了膠粉顆粒表面與橡膠基體的結合力，提高了基體強度使制品具有更出色的力學性能。廢舊膠粉的加入不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本還為生產(chǎn)環(huán)境友好型新材料開辟了途徑。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過使用廢舊密封條膠粉代替炭黑填料，以橡膠型氯化聚乙烯為基體共混，在使用膠粉改善發(fā)泡性能的同時，膠粉本身也起到了彈性緩沖的作用。本發(fā)明的特點在于使用活化劑對廢舊膠粉進行預處理，增強了膠粉顆粒表面與橡膠基體的結合力； 并且通過調(diào)節(jié)膠粉的填充量可以改變產(chǎn)品的發(fā)泡倍率，密度以及拉伸強度，壓縮強度等性能，以適用于不同的產(chǎn)品需求。制得的發(fā)泡材料回彈性能優(yōu)異且加工工藝簡單，經(jīng)濟環(huán)保。
本發(fā)明具體技術措施如下，其中所述原料分數(shù)除特殊說明外，均為重量分數(shù)。
廢舊密封條膠粉/CM共混彈性體發(fā)泡材料的制備方法包括以下步驟
I.廢舊密封條膠粉預處理
先將平均粒徑為50-100目的廢舊密封條膠粉薄層平鋪在烘箱中，于50-100°C干燥l_2h ;再將干燥后的廢舊密封條膠粉100重量份同1-2重量份活化劑、5-10重量份增塑劑加入到密煉機溫度150-170°C，轉速40-80rpm，時間15_30min。
2.共混加工
取活化后的10-50重量份廢舊密封條膠粉同塑煉好的100重量份橡膠型氯化聚乙烯在密煉機中共混均勻，依次加入穩(wěn)定劑1-6重量份、發(fā)泡劑1-5重量份、助發(fā)泡劑O. 5-3重量份、增塑劑10-30重量份、交聯(lián)劑1-3重量份進行混煉。加工溫度為70-80°C，轉子轉速 40-60rpm,時間 6-lOmin ；
3.模壓發(fā)泡
將上述加工好的共混料65重量份置入模具中發(fā)泡壓力5-10MPa，溫度 160-180°C，時間5-12min，本發(fā)明采用跳模發(fā)泡發(fā)，室溫下冷卻，制得性能各異的廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料。
橡膠型氯化聚乙烯為氯化程度在20% -45%之間的氯化聚乙烯任一種。
交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯,雙(叔丁過氧基)二異丙苯或2, 5-二甲基2, 5-雙(叔丁過氧基)己烷中的任一種。
穩(wěn)定劑為硬脂酸，硬脂酸鋅，硬脂酸鈣硬脂酸鎂中的任一種。
發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉或碳酸氫鈣中的任一種。
廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法制備得到的廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料。
廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料用于密封材料、緩沖墊片、保溫材料等領域。
本發(fā)明使用的廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材的制備方法提高了制品的發(fā)泡倍率，處理后的膠粉具有更優(yōu)異的拉伸強度和壓縮強度，壓縮永久變形也明顯改善。本發(fā)明可用于密封材料、保溫材料、包裝減震材料、海綿墊層、隔聲減噪等領域。本發(fā)明加工工藝簡單、經(jīng)濟環(huán)保，解決了部分廢橡膠循環(huán)利用的問題，有良好的工業(yè)化前景。
性能測試
I.膠粉填充重量份對廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料機械性能的影響
圖2A、B、C和D為未經(jīng)過活化處理的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡其拉伸強度和斷裂伸長率、發(fā)泡密度、壓縮永久變形隨著膠粉填充重量份的變化。從圖分析可知隨著膠粉填充量增加拉伸強度和發(fā)泡密度都呈先增大后減小趨勢，拉斷伸長率和壓縮永久變形呈先減小后增大的趨勢。
2.膠粉活化處理對廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料機械性能的影響
圖2E、F、G和H為經(jīng)過活化處理后的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡其拉伸強度和斷裂伸長率、發(fā)泡密度、壓縮永久變形隨著膠粉填充重量份的變化。從圖分析可知經(jīng)過活化處理后發(fā)泡材料的拉伸強度、拉斷伸長率和發(fā)泡密度都有所增大，壓縮永久變形減小。
3.廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料體視顯微鏡圖
圖3A和3B為未經(jīng)活化處理的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡總體發(fā)泡效果較好但會出現(xiàn)孔徑不均勻或穿孔的現(xiàn)象。圖3C和3D為經(jīng)過活化處理后的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡泡孔較均勻且泡孔完整無破孔穿孔使得發(fā)泡材料性能更佳。


圖I廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料制備的工藝流程圖
圖2A-圖2H是廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料機械性能隨膠粉填充質(zhì)量份的變曲線化圖
圖2A、圖2B、圖2C、圖2D :未經(jīng)過活化處理的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡其拉伸強度和斷裂伸長率、發(fā)泡密度、壓縮永久變形隨著膠粉填充重量份的變化。
圖2E、圖2F、圖2G、圖2H :經(jīng)過活化處理后的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡其拉伸強度和斷裂伸長率、發(fā)泡密度、壓縮永久變形隨著膠粉填充重量份的變化。
圖3A-圖3D是廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料體視顯微鏡圖
圖3A、圖3B :未經(jīng)活化處理的膠粉同橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡的泡孔結構
圖3C、圖3D :經(jīng)過活化處理后的膠粉同橡膠型氧化聚乙烯共混發(fā)泡的泡孔結構具體實施方式
下面的實施實例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實施實例1-7如下表所示其中壓縮應力應變采用GB/T 18942. 2-2003進行測定， 插入試片并使得作用力沿試驗機中線發(fā)生作用，通過壓縮板以(5±l)mm/min的速度壓縮試片，直至壓縮應變達到材料說明中所規(guī)定的要求。然后以同樣的速度減壓直至底板和壓板之間的間距等于試片的初始厚度。立即重復這一步驟3次，在第四次壓縮達到規(guī)定的應變時，讀取負荷值，單位為牛頓(N)
在規(guī)定的應變下，壓縮應力應變特性按式(I)計算
Cx = 1000 X F/A(I)
拉伸強度采用GB/T6344-1996進行測定，試樣裁刀尺寸為長120mmX寬10mm，標點距離為25mm。拉伸速率為500mm/min,回復速率為800mm/min。
壓縮永久形變率采用GBT10653-2001進行測定，公式為
d0——式樣的原始厚度
dr——式樣壓縮后厚度
實例I234567配方(重量份數(shù))橡膠型氯化聚乙烯100100100100100100100廢舊密封條膠粉 -102030102030活化劑420 ----O.1O. 2O. 3ZnO2222222ZnSt4444444AC4444444DOP20202020202020DCP2. 52. 52. 52. 52. 52. 52. 5物理機械性能發(fā)泡密度(g/cm3)O. 294O. 3090.273O. 259O. 32O. 286O. 277拉伸強度(MPa)1. 241. 261. 04O. 991. 291. 171. 07斷裂伸長率(％ )368348359370359371405壓縮強度 25O. 051O. 047O. 039O. 034O. 052O. 045O. 035 40O. 094O. 087O. 073O. 066O. 096O. 082O. 06權利要求
1.一種廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯共混發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟 (1)廢舊密封條膠粉預處理 先將平均粒徑為50-100目的廢舊密封條膠粉薄層平鋪在烘箱中，于50-100°C干燥l-2h ;再將干燥后的廢舊密封條膠粉100重量份同1-2重量份活化劑和5-10重量份增塑劑加入到密煉機溫度150-170°C，轉速40-80rpm，時間15_30min ； (2)共混加工 取活化后的10-50重量份上述步驟(I)中廢舊密封條膠粉同塑煉好的100重量份橡膠型氯化聚乙烯在轉矩流變儀中共混均勻，依次加入穩(wěn)定劑1-6重量份、發(fā)泡劑1-5重量份、助發(fā)泡劑0. 5-3重量份、增塑劑10-30重量份和交聯(lián)劑1-3重量份進行混煉，加工溫度為70-80°C，轉子轉速 40-60rpm，時間 6-10min ； (3)模壓發(fā)泡 將上述步驟(2)中加工好的共混料65重量份置入模具中發(fā)泡壓力5-10MPa，溫度160-180°C，時間5-12min，采用跳模法發(fā)泡，室溫下冷卻，制得廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料。
2.如權利要求I所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于橡膠型氯化聚乙烯為氯化程度在20% -45%之間的氯化聚乙烯任一種。
3.如權利要求I所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于交聯(lián)劑為過氧化二異丙苯，雙(叔丁過氧基)二異丙苯或2, 5-二甲基2, 5-雙(叔丁過氧基)己烷中的任一種。
4.如權利要求I所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于穩(wěn)定劑為硬脂酸，硬脂酸鋅，硬脂酸鈣硬脂酸鎂中的任一種。
5.如權利要求I所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺、碳酸氫鈉或碳酸氫鈣中的任一種。
6.根據(jù)如權利要求1-5任一項所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法所制備得到的廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料。
7.根據(jù)如權利要求6所述廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料用于密封材料、緩沖墊片或保溫材料等領域。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢舊密封條膠粉/橡膠型氯化聚乙烯發(fā)泡材料的制備方法。先在100重量份的廢舊密封條膠粉中加入2-3重量份活化劑、5-10重量份增塑劑等進行混煉。再將100重量份的橡膠型氯化聚乙烯于密煉機或雙輥開煉機上進行塑煉。取活化后的10-50重量份廢舊密封條膠粉同塑煉好的100重量份橡膠型氯化聚乙烯共混均勻，依次加入穩(wěn)定劑1-6重量份、發(fā)泡劑1-5重量份、助發(fā)泡劑0.5-3重量份、增塑劑10-30重量份、交聯(lián)劑1-3重量份進行混煉。然后進行模壓發(fā)泡成型，制得發(fā)泡材料。
文檔編號C08K5/098GK102975324SQ201210402970
公開日2013年3月20日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權日2012年10月22日
發(fā)明者張振秀, 李文博, 辛振祥, 譚欽艷 申請人:青島科技大學, 中膠橡膠資源再生有限公司