本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑及其制備方法。

背景技術(shù)：

橡塑發(fā)泡保溫材料是復(fù)合橡膠經(jīng)過復(fù)雜工藝發(fā)泡而成的保溫材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)小，絕熱，能夠節(jié)省能源消耗，吸水率低，耐候性良好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、輕紡、醫(yī)藥、化工、冶金和造船等行業(yè)。目前空調(diào)等保溫系統(tǒng)所用的保溫管材和板材為傳統(tǒng)的橡塑發(fā)泡材料和聚氨酯發(fā)泡，保溫絕熱效率和阻燃安全性都需要進(jìn)一步提高，以滿足社會(huì)不斷發(fā)展對(duì)環(huán)保節(jié)能安全的新的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了進(jìn)一步提高橡塑材料的絕熱性能，本發(fā)明的提供一種氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑及其制備方法，其具有絕熱系數(shù)低，保溫效果好，節(jié)省能源消耗的特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是提供一種氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

本發(fā)明的另一目的是提供一種氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，由包括以下重量份的原料制成：丁腈橡膠55-75份，硅橡膠25-45份，sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉0.24-12份、硫化劑0.5-1.5份、發(fā)泡劑1.5-3.5份、分散劑0.5-1份和補(bǔ)強(qiáng)劑2-4份。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，優(yōu)選地，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為炭黑或白炭黑。

為了進(jìn)一步提高本發(fā)明提供的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑材料的阻燃性能，提高其實(shí)用性，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，優(yōu)選地，原料還包括阻燃劑2.4-6份。

為進(jìn)一步提高本發(fā)明提供的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的放老化的性能，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，優(yōu)選地，原料還包括防老劑0.5-1.5份。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，優(yōu)選地，原料還包括促進(jìn)劑1-1.5份。

為了提高硅橡膠和丁腈橡膠以及sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉之間的相容性，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，優(yōu)選地，原料還包括偶聯(lián)劑1-2份。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在70-85℃下，將丁腈橡膠塑煉30-50min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混60-90min，加入sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉共混90-160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和步驟(1)得到的復(fù)合橡膠在120-140℃，混煉60-90min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在80-90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法，優(yōu)選地，步驟(2)中，使用開煉機(jī)進(jìn)行所述混煉，所述混煉中開煉機(jī)的輥筒轉(zhuǎn)速為16-20r/min。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法，優(yōu)選地，步驟(4)中，所述發(fā)泡的溫度為70-80℃。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法，優(yōu)選地，步驟(5)中，在50-70℃進(jìn)行定型。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明提供的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑以硅橡膠和丁腈橡膠為主要原料，在其中加入sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉，經(jīng)發(fā)泡制備得到，由于sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉具有大的比表面積、高的孔洞率和低的導(dǎo)熱系數(shù)，在硅橡膠和丁腈橡膠復(fù)合體系中加入sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μm的sio2微粉，所述sio2氣凝膠或粒徑小于0.5μmsio2微粉均勻分散在復(fù)合體系中，有效降低了復(fù)合體系的導(dǎo)熱系數(shù)，本發(fā)明提供的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到了0.025w/(mk)以下。

2.本發(fā)明提供的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑的制備方法，操作簡單，制備出的氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能優(yōu)良。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠550g，硅橡膠250g，sio2氣凝膠2.4g、硫化劑5g、發(fā)泡劑15g、分散劑5g和炭黑20g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在70℃下，將丁腈橡膠塑煉50min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混60min，加入sio2氣凝膠共混90min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在120℃，開煉90min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為16r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在80℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在70℃下進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在50℃下定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.025w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例2

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠750g，硅橡膠450g，粒徑為0.5μm的sio2微粉120g、硫化劑15g、發(fā)泡劑35g、分散劑10g和白炭黑40g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為0.5μm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為20r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例3

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為50nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、炭黑40g和阻燃劑24g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為50nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、阻燃劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為18r/min，開煉60min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.022w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-0級(jí)。

實(shí)施例4

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為50nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑20g和阻燃劑60g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為50nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、阻燃劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為18r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.021w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-0級(jí)。

實(shí)施例5

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，sio2氣凝膠80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30和防老劑5g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入sio2氣凝膠共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、防老劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為20r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.020w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例6

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，sio2氣凝膠80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g和防老劑15g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入sio2氣凝膠共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、防老劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為16r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.023w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例7

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為25nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g和促進(jìn)劑15g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為25nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、促進(jìn)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為18r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.020w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例8

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為25nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g和促進(jìn)劑10g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為25nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、促進(jìn)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為16r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.021w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例9

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為25nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g和偶聯(lián)劑10g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為25nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為18r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.019w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例10

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，包括以下重量份的原料：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為25nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g和偶聯(lián)劑20g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為25nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、偶聯(lián)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉60min，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為16r/min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.019w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-1級(jí)。

實(shí)施例11

氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑，原料包括以下重量份的組分：丁腈橡膠600g，硅橡膠300g，粒徑為25nm的sio2微粉80g、硫化劑10g、發(fā)泡劑20g、分散劑8g、白炭黑30g、阻燃劑30g、防老劑10g、促進(jìn)劑12g和偶聯(lián)劑15g。

制備方法，包括以下步驟：

(1)密煉，在85℃下，將丁腈橡膠塑煉30min，加入硅橡膠，與丁腈橡膠共混90min，加入粒徑為25nm的sio2微粉共混160min，得到復(fù)合橡膠；

(2)開煉，將硫化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、阻燃劑、防老劑、促進(jìn)劑、偶聯(lián)劑和驟(1)得到的復(fù)合橡膠加入開煉機(jī)在140℃，開煉機(jī)的輥筒的轉(zhuǎn)速為18r/min，開煉60min，得到復(fù)合橡膠混煉膠；

(3)擠出，將發(fā)泡劑、分散劑和步驟(2)得到的復(fù)合橡膠混煉膠在90℃共同擠出，得到混煉膠擠出料；

(4)發(fā)泡，將步驟(3)得到的混煉膠擠出料在80℃進(jìn)行發(fā)泡，得到發(fā)泡混煉膠；

(5)冷卻定型，將步驟(4)得到發(fā)泡混煉膠在70℃定型，即得到所述氣凝膠復(fù)合絕熱橡塑。

上述氣凝膠絕熱橡塑的導(dǎo)熱系數(shù)為0.018w/(mk)，阻燃等級(jí)為v-0級(jí)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。