本發(fā)明高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種反式聚異戊二烯及其與橡膠并用微孔發(fā)泡材料及其制備方法，此材料可用于鞋材、運(yùn)動(dòng)康復(fù)護(hù)具等。

背景技術(shù)：

反式-1，4-聚異戊二烯(tpi)化學(xué)組成與異戊橡膠(ir)和天然橡膠(nr)完成相同。由于分子鏈中的雙鍵結(jié)構(gòu)為反式構(gòu)型，分子鏈具有較好的柔順性，使其成為優(yōu)良的彈性體。tpi具有反式結(jié)構(gòu)并且有較高的有序性，使其易于有序聚集而結(jié)晶，以更類(lèi)似塑料的面貌出現(xiàn)；而它又是柔性鏈，其玻璃化溫度基本與天然橡膠接近。tpi不結(jié)晶，就可能變成彈性體，因此考慮到tpi單獨(dú)使用性能的局限性，與其他材料并用共混阻止tpi的結(jié)晶性能，可以制備彈性體材料，這是tpi應(yīng)用的另一有利途徑。tpi可以采用傳統(tǒng)硫黃硫化體系進(jìn)行硫化，硫化過(guò)程有明顯的三階段特性：零交聯(lián)階段，低交聯(lián)階段和臨界交聯(lián)階段。零交聯(lián)階段作為低熔點(diǎn)塑料制作醫(yī)用“石膏”繃帶、夾板、矯形部件、假肢等；低交聯(lián)階段作為硬質(zhì)熱刺激彈性體，用作熱刺激型形狀記憶材料；臨界交聯(lián)階段作為柔軟的彈性體，可用作橡膠制品?，F(xiàn)階段對(duì)tpi的研究大多集中在輪胎工業(yè)領(lǐng)域，而tpi的滾動(dòng)阻力低、動(dòng)態(tài)生熱低、動(dòng)態(tài)疲勞性好等特點(diǎn)正好是減震制品所需要的。同時(shí)，tpi與nr，sbr，br等通用橡膠有共混硫化性能，因此tpi與各種橡膠并用得到長(zhǎng)足發(fā)展。順丁橡膠(br)也為結(jié)晶性橡膠，但結(jié)晶能力不強(qiáng)，所以自補(bǔ)強(qiáng)能力較小。而其彈性好、耐磨性強(qiáng)，其在無(wú)補(bǔ)強(qiáng)填料填充時(shí)，硫化膠的拉伸強(qiáng)度低，基本無(wú)實(shí)用價(jià)值，因此很少單獨(dú)使用,通常是與其他彈性體并用。同時(shí)tpi也可制作發(fā)泡材料，tpi發(fā)泡材料較tpi硫化膠具有更高的彈性，抗變形能力強(qiáng)，可用作醫(yī)用夾板、護(hù)肘等固定材料，也可以用于防滑墊等家居用品。目前利用tpi為基體橡膠做發(fā)泡材料鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種反式聚異戊二烯及其與橡膠并用微孔發(fā)泡材料及其制備方法，本發(fā)明通過(guò)化學(xué)方法和超臨界方法制備不同的反式聚異戊二烯與橡膠并用微孔發(fā)泡材料，此種材料可用來(lái)制作家居防滑墊、鞋材、運(yùn)動(dòng)康復(fù)護(hù)具等。

一種反式聚異戊二烯與橡膠并用微孔發(fā)泡材料及其制備方法，其配方如下：反式聚異戊二烯與橡膠共混材料100份，填料0-100份，增塑劑0-50份，活性劑2-3份，硫化劑0.5-4份，硫化助劑1-8份，發(fā)泡劑0-12份，防老劑0.5-2份。其中填料為炭黑、白炭黑、碳酸鈣、滑石粉、短纖維中的一種或多種；增塑劑為石蠟油、鄰苯二甲酸二辛脂、癸二酸二辛酯中的一種；活性劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、氧化鋅中的一種或多種。硫化劑為硫磺、過(guò)氧化異丙苯中的一種；硫化助劑為n-叔丁基-2苯度并噻唑次磺酰胺、2，2’-二硫代二苯并噻唑硬脂(taic)中的一種或多種；防老劑為防老劑1010、防老劑264中的任一種。

其中，所述反式聚異戊二烯與橡膠共混材料為反式聚異戊二烯(tpi)0-100份；順丁橡膠(br)0-40份；丁苯橡膠(sbr)0-20份；1,3聚丁二烯橡膠0-30份。

其中，所述發(fā)泡材料的制備方法包括化學(xué)發(fā)泡和超臨界發(fā)泡。

其中，所述化學(xué)發(fā)泡配方為：反式聚異戊二烯與橡膠共混材料100份，填料0-100份，增塑劑0-50份，活性劑2-3份，硫化劑1-4份，硫化助劑3-8份，發(fā)泡劑0-12份，防老劑0.5-2份。

制備方法如下：

1)混煉膠制備

密煉機(jī)溫度設(shè)定為70-130℃，將tpi橡膠以及并用材料投入密煉機(jī)中，加 入填料、活性劑等，混煉5-6min，出料。在開(kāi)煉機(jī)上加入硫化劑、硫化助劑、發(fā)泡劑，混煉4-5min，最后調(diào)整輥距，下片出料，得到混煉膠。

2)硫化發(fā)泡

模壓發(fā)泡工藝，將混煉膠置入模具，壓力10-20mpa，溫度150-180℃，時(shí)間3-15min，采用跳模發(fā)泡法，即將稱(chēng)量好的膠片裝入到模具內(nèi)，在規(guī)定的時(shí)間、壓力和溫度下飽和后，打開(kāi)模具得到發(fā)泡板材，室溫下冷卻，制得發(fā)泡材料。

其中，所述超臨界發(fā)泡配方為：反式聚異戊二烯與橡膠共混材料100份，填料0-100份，增塑劑0-50份，活性劑2-3份，硫化劑0.5-4份，硫化助劑3-8份，防老劑0.5-2份。

制備方法如下：

1)混煉膠制備

密煉機(jī)溫度設(shè)定為70-130℃，將tpi橡膠以及并用材料投入密煉機(jī)中，加入填料、活性劑等，混煉5-6min，出料。在開(kāi)煉機(jī)上加入硫化劑、硫化助劑、發(fā)泡劑，混煉4-5min，最后調(diào)整輥距，下片出料，得到混煉膠。

2)預(yù)硫化

將混煉膠擠出，然后放入100-160℃的烘道進(jìn)行預(yù)硫化，預(yù)硫化時(shí)間為1min-45min，硫化方式為熱空氣硫化、微波輻射交聯(lián)或者紅外輻射交聯(lián)；或者將混煉膠放入所需模具中，熱壓機(jī)壓力為5-20mpa，溫度100-180℃，預(yù)硫化時(shí)間為1-30min，之后將膠料從模具中拿出，得到預(yù)硫化材料。

3)超臨界發(fā)泡

預(yù)硫化好的樣品放入高壓反應(yīng)釜中，通入超臨界流體并升溫、加壓，反應(yīng)釜溫度為0-160℃，將超臨界流體注入高壓釜內(nèi)，使壓力達(dá)到5-60mpa，恒壓飽和4-72h。然后迅速卸壓至常壓，最后在100-180℃溫度的烘箱加熱樣品0-10min 發(fā)泡后冷卻，得到發(fā)泡材料。

其中，所述發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(ac)，obsh、碳酸氫鈉中的任一種。

其中，所述超臨界流體為co2，n2中一種或兩種氣體的混合氣體。

其中，所述反式聚異戊二烯與橡膠并用微孔發(fā)泡材料可用于家居防滑墊、鞋材、運(yùn)動(dòng)康復(fù)護(hù)具等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.發(fā)泡tpi材料相比于其他發(fā)泡橡膠材料其具有相對(duì)大的硬度，優(yōu)良的耐沖擊和耐磨性能。2.發(fā)泡tpi材料密度小，質(zhì)量輕便，利于奔跑，保證了良好的舒適性。3、發(fā)泡tpi材料具有彈性記憶效應(yīng)，材料變形后更易于恢復(fù)。4、發(fā)泡tpi材料彈性大，減震效果強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明制備方法中，實(shí)施例1中(1-1)化學(xué)發(fā)泡的掃描電鏡圖及(1-2)物理發(fā)泡的掃描電鏡圖；

圖2本發(fā)明制備方法中，實(shí)施例2中(2-1)化學(xué)發(fā)泡的掃描電鏡圖及(2-2)物理發(fā)泡的掃描電鏡圖；

圖3本發(fā)明制備方法中，實(shí)施例3中(3-1)化學(xué)發(fā)泡的掃描電鏡圖及(3-2)物理發(fā)泡的掃描電鏡圖；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

化學(xué)發(fā)泡

反式聚異戊二烯100份，活性劑3份，硫化劑4份，硫化助劑6份，發(fā)泡劑12份，防老劑0.5份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；化學(xué)發(fā)泡劑 為偶氮二甲酰胺；防老劑為防老劑1010。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將tpi投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、硫化劑、硫化助劑、發(fā)泡劑，混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模具，壓力10mpa，溫度175℃，時(shí)間6min，采用跳模發(fā)泡法，得到發(fā)泡材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖1的1-1。

物理發(fā)泡

反式聚異戊二烯100份，活性劑3份，硫化劑4份，硫化助劑6份，防老劑0.5份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；防老劑為防老劑1010。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將tpi投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、硫化劑、硫化助劑、混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模具，壓力10mpa，溫度160℃，時(shí)間6min進(jìn)行預(yù)硫化；將成型并預(yù)硫化的樣品放入高壓釜中，通先用氮?dú)馇鍜吒邏焊獌?nèi)空氣1分鐘后，通入氮?dú)獠⒓訅旱?0mpa,溫度130℃，飽和3h后以20mpa/min的速度釋放壓力，樣品取出并冷卻，得到微孔發(fā)泡tpi材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖1的1-2。

實(shí)施例2

化學(xué)發(fā)泡

tpi60份，br20份，sbr20份；活性劑2份，硫化劑3份，硫化助劑5份，發(fā)泡劑6份，防老劑0.5份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺；防老劑為防老劑1010。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將橡膠投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、 硫化劑、硫化助劑、發(fā)泡劑，混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模具，壓力10mpa，溫度165℃，時(shí)間12min，采用跳模發(fā)泡法，得到發(fā)泡材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖2的2-1。

物理發(fā)泡

tpi60份，br20份，sbr20份；活性劑2份，硫化劑3份，硫化助劑5份，發(fā)泡劑6份，防老劑0.5份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；防老劑為防老劑1010。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將tpi、br及sbr投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、硫化劑、硫化助劑、混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模具，壓力10mpa，溫度160℃，時(shí)間6min進(jìn)行預(yù)硫化；將成型并預(yù)硫化的樣品放入高壓釜中，通先用氮?dú)馇鍜吒邏焊獌?nèi)空氣1分鐘后，通入氮?dú)獠⒓訅旱?0mpa,溫度140℃，飽和3h后以20mpa/min的速度釋放壓力，樣品取出并冷卻，得到微孔發(fā)泡tpi/br/sbr共混膠微孔發(fā)泡材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖2的2-2。

實(shí)施例3

化學(xué)發(fā)泡

tpi40份，br20份；sbr20份；pb20份，活性劑2份，硫化劑4份，硫化助劑4份，發(fā)泡劑8份，防老劑1份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；發(fā)泡劑為ac；防老劑為防老劑264。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將橡膠投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、硫化劑、硫化助劑、發(fā)泡劑，混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模 具，壓力10mpa，溫度160℃，時(shí)間15min，采用跳模發(fā)泡法，得到發(fā)泡材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖3的3-1。

物理發(fā)泡

tpi40份，br20份；sbr20份；pb20份，活性劑2份，硫化劑4份，硫化助劑4份，防老劑1份。

活性劑為tbbs；硫化劑為硫磺；硫化助劑為硬脂酸和氧化鋅；防老劑為防老劑264。

密煉機(jī)溫度設(shè)定為80℃，將tpi、br、pb及sbr投入密煉機(jī)中，混煉2min，加入活性劑、硫化劑、硫化助劑、混煉3min，出料，得到混煉膠。將混煉膠置入模具，壓力10mpa，溫度160℃，時(shí)間6min進(jìn)行預(yù)硫化；將成型并預(yù)硫化的樣品放入高壓釜中，通先用氮?dú)馇鍜吒邏焊獌?nèi)空氣1分鐘后，通入氮?dú)獠⒓訅旱?5mpa,溫度130℃，飽和3h后以20mpa/min的速度釋放壓力，樣品取出并冷卻，得到微孔發(fā)泡tpi/br/sbr共混膠微孔發(fā)泡材料，其掃描電鏡圖片見(jiàn)圖3的3-2。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)前述各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。