一種硅橡膠海綿的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明公開了一種硅橡膠海綿的制備方法，屬于硅橡膠海綿領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]硅橡膠具有典型的聚硅氧烷特性，主鏈由重復的S1-Ο鍵組成，結(jié)合十分牢固，使硅橡膠具有耐熱、耐候、抗氧化、阻燃、耐輻射及生理惰性等特性。采用發(fā)泡方法可以提高硅橡膠的可壓縮率和降低生產(chǎn)成本。發(fā)泡后的硅橡膠海綿不僅密度降低，而且具有優(yōu)異的減震性、隔音性、隔熱性，在航空航天、電子電氣、汽車、建筑、儀器儀表、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)中都有廣泛的應用。橡膠海綿擠出成型是自動化程度較高的連續(xù)成型方法，具有高效、節(jié)能的特點。
[0003]硫化過程與發(fā)泡過程匹配是制備泡孔結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)良的泡沫材料的關(guān)鍵，做到這一點很不容易，因為發(fā)泡劑和過氧化物硫化劑對溫度均非常敏感，溫度每升高10度，硫化速度和發(fā)泡劑的分解速度均成倍增加;此外，過氧化物硫化劑易受發(fā)泡劑分解殘留物的影響，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。為了調(diào)節(jié)過氧化物的交聯(lián)速度，往往需要加入一種或幾種硫化促進劑，反復進行配方與工藝的研究，以達到交聯(lián)速度與發(fā)泡速度的匹配。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，特別是對于發(fā)泡膠料，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，泡沫的密度也不均勻，且表皮較厚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前傳統(tǒng)硅橡膠海綿制備過程中使用的化學發(fā)泡劑分解會產(chǎn)生對環(huán)境有害的有毒副產(chǎn)物，而且泡沫的密度不均勻、表皮較厚，而常用的過氧化物硫化劑交聯(lián)時，有大量小分子殘留在膠料中，容易引起硅橡膠發(fā)黃，使用壽命下降的缺點，提供了一種硅橡膠海綿的制備方法，首先向松香、豬蹄角中加堿得皂化混合液，再與骨膠液混合得松香蛋白膠發(fā)泡液，將有機硅橡膠生料、白炭黑和納米二氧化硅混煉，混煉后置于平板硫化機進行輻射交聯(lián)硫化處理，處理后轉(zhuǎn)入雙輥開煉機中，加入松香蛋白膠發(fā)泡液和含氫硅油進行發(fā)泡得硅橡膠海綿膠料，最后擠出、造粒得硅橡膠海綿，本發(fā)明制備出的生物發(fā)泡劑無臭、無毒、無污染、分解時生熱低且貯存穩(wěn)定，采用輻射交聯(lián)硫化處理，使硅橡膠膠料獲得適當?shù)慕宦?lián)度，制備出的硅橡膠海綿泡孔細小均勻，加入白炭黑，可以使硅橡膠的泡孔直徑減小，增強拉伸強度和降低壓縮永久變形。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)分別稱取20?30g松香和10?15g豬蹄角放入石白中，用石杵搗碎，將搗碎后的松香和豬蹄角碎片混合后放入剛玉研缽中研磨成粉，得混合粉末備用，再量取1?2L濃度為lmol/L燒堿溶液，加熱至沸騰后，將30?40g混合粉末在不斷攪拌下緩慢加入，繼續(xù)熬煮2?4h，得皂化混合液；
(2)稱取5?10g骨膠倒入100?200mL溫度為50?60°C蒸餾水中浸泡20?24h，形成骨膠液，再將50?lOOmL骨膠液逐滴滴入上述皂化混合液中，控制滴加速度使其20?30min內(nèi)滴加完畢，水浴升溫至60?70°C保溫攪拌1?2h后得到松香蛋白膠發(fā)泡液，備用；
(3)向捏合機中分別加入500?600g有機娃橡膠生料、10?20g白炭黑和3?5g納米二氧化硅粉末，混合均勻后于180?200°C下混煉2?3h出料，將混煉好的膠料均勻放置于平板硫化機上，常溫下以5?lOMPa的壓力壓成1?2mm厚薄片，用電子加速器對其進行輻射交聯(lián)硫化處理；
(4)將300?400g上述輻射交聯(lián)硫化后的物料轉(zhuǎn)入雙輥開煉機中，保持輥溫為40?50°C，依次加入50?lOOmL備用的松香蛋白膠發(fā)泡液和10?20mL含氫硅油，保溫煉制5?lOmin后出料轉(zhuǎn)入不銹鋼模具中，在180?200°C下發(fā)泡10?15min，得硅橡膠海綿膠料；
(5 )將上述硅橡膠海綿膠料放入雙螺桿擠出機中擠出造粒后移入烘箱，在105?110°C下干燥至恒重，即得一種硅橡膠海綿。
[0006]所述的雙螺桿擠出機參數(shù)為一區(qū):140°C，二區(qū):160°C，三區(qū):175°C，四區(qū):180°C，五區(qū):190°C，六區(qū):180°C，七區(qū):170°C，擠出機轉(zhuǎn)速為50?60r/min，機頭溫度為160?170V。
[0007]本發(fā)明制得的硅橡膠海綿密度為0.32?0.76g.cm—3，孔徑為25?50μπι，發(fā)泡倍率1.31?2.56，回彈率為25?35%，拉伸強度為0.86?1.98MPa，拉斷伸長率為230?280%，壓縮永久變形為5.9?6.5%。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制備出的生物發(fā)泡劑無臭、無毒、無污染、分解時生熱低且貯存穩(wěn)定；
(2)本發(fā)明采用輻射交聯(lián)硫化處理，交聯(lián)方法簡便、高效，使硅橡膠膠料獲得適當?shù)慕宦?lián)度，制備出的硅橡膠泡孔細小均勻、力學性能優(yōu)異。
【具體實施方式】
[0009]首先分別稱取20?30g松香和10?15g豬蹄角放入石白中，用石杵搗碎，將搗碎后的松香和豬蹄角碎片混合后放入剛玉研缽中研磨成粉，得混合粉末備用，再量取1?2L濃度為lmol/L燒堿溶液，加熱至沸騰后，將30?40g混合粉末在不斷攪拌下緩慢加入，繼續(xù)熬煮2?4h，得皂化混合液;稱取5?10g骨膠倒入100?200mL溫度為50?60°C蒸餾水中浸泡20?24h，形成骨膠液，再將50?100mL骨膠液逐滴滴入上述皂化混合液中，控制滴加速度使其20?30min內(nèi)滴加完畢，水浴升溫至60?70°C保溫攪拌1?2h后得到松香蛋白膠發(fā)泡液，備用；向捏合機中分別加入500?600g有機娃橡膠生料、10?20g白炭黑和3?5g納米二氧化娃粉末，混合均勻后于180?200°C下混煉2?3h出料，將混煉好的膠料均勻放置于平板硫化機上，常溫下以5?lOMPa的壓力壓成1?2mm厚薄片，用電子加速器對其進行輻射交聯(lián)硫化處理;將300?400g輻射交聯(lián)硫化后的物料轉(zhuǎn)入雙輥開煉機中，保持輥溫為40?50°C，依次加入50?100mL備用的松香蛋白膠發(fā)泡液和10?20mL含氫硅油，保溫煉制5?1 Omin后出料轉(zhuǎn)入不銹鋼模具中，在180?200°C下發(fā)泡10?15min，得硅橡膠海綿膠料;將硅橡膠海綿膠料放入雙螺桿擠出機中擠出造粒后移入烘箱，在105?110°C下干燥至恒重，即得一種硅橡膠海綿。
[0010]所述的電子加速器輻射劑量率為10?15kGy/h，電子束能量為1?2Mev，束流為30?50μΑ。[0011 ] 所述的雙螺桿擠出機參數(shù)為一區(qū):140°C，二區(qū):160°C，三區(qū):175°C，四區(qū):180°C，五區(qū):190°C，六區(qū):180°C，七區(qū):170°C，擠出機轉(zhuǎn)速為50?60r/min，機頭溫度為160?170V。
[0012]實例1
首先分別稱取20g松香和10g豬蹄角放入石白中，用石杵搗碎，將搗碎后的松香和豬蹄角碎片混合后放入剛玉研缽中研磨成粉，得混合粉末備用，再量取1L濃度為lmol/L燒堿溶液，加熱至沸騰后，將30g混合粉末在不斷攪拌下緩慢加入，繼續(xù)熬煮2h，得皂化混合液;稱取5g骨膠倒入100mL溫度為50°C蒸餾水中浸泡20h，形成骨膠液，再將50mL骨膠液逐滴滴入上述皂化混合液中，控制滴加速度使其20min內(nèi)滴加完畢，水浴升溫至60°C保溫攪拌lh后得到松香蛋白膠發(fā)泡液，備用；向捏合機中分別加入500g有機硅橡膠生料、10g白炭黑和3g納米二氧化硅粉末，混合均勻后于180°C下混煉2h出料，將混煉好的膠料均勻放置于平板硫化機上，常溫下以5MPa的壓力壓成1mm厚薄片，用電子加速器對其進行輻射交聯(lián)硫化處理;將300g輻射交聯(lián)硫化后的物料轉(zhuǎn)入雙輥開煉機中，保持輥溫為40°C，依次加入50mL備用的松香蛋白膠發(fā)泡液和10mL含氫硅油，保溫煉制5min后出料轉(zhuǎn)入不銹鋼模具中，在180°C下發(fā)泡lOmin，得硅橡膠