专利名称：一种开孔型硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开孔型硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途，属于高分子材料加工领域。
背景技术：
硅橡胶泡沫材料是硅橡胶经过发泡后制备的多孔性高分子弹性材料，根据泡孔结构的不同可分为闭孔、开孔和混合孔硅橡胶泡沫。硅橡胶泡沫材料将硅橡胶与泡沫材料的特性结合于一体，不但具有硅橡胶的优良特性，还具有良好的耐高能冲击和隔音隔热等特性，可用作密封、减震、隔音和隔热等材料，在交通运输、石油、化工、电子工业和航空航天等领域的应用日益广泛。
制备泡沫材料的方法有两种，即化学发泡和物理发泡，辛燕，马玉珍，姚伟，制备开孔硅橡胶泡沫的一种新方法，《特种橡胶制品》，2001，22(3)32～34。化学发泡是在硅橡胶中加入发泡剂，然后通过加热使发泡剂分解，制得硅橡胶泡沫材料。化学发泡制备的硅橡胶泡沫通常为闭孔材料，其非链式的发泡反应使得材料的泡孔大小、泡孔结构、密度均匀性都难以控制；物理发泡是将填充有无机成孔剂的胶料硫化定型后，用溶剂将无机成孔剂溶析出来，得到开孔型泡沫材料。泡沫材料的孔径、密度取决于加入的成孔剂的粒径及含量，材料力学性能均匀性取决于加工工艺，材料形状、尺寸取决于热压模具。
采用溶析法制备硅橡胶泡沫材料，传统的硫化方法是采用过氧化物交联，能耗高，酸性物质和易产生氢的物质容易使过氧化物产生的自由基钝化，降低交联效率；此外，过氧化物交联的均匀性受其在硅橡胶中分散状态的影响，由于硅橡胶传热性差，内部受热慢于表层，往往造成胶料的表层和内部交联程度不一致；而且过氧化物残留还会导致制品后期降解，力学性能下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种开孔型硅橡胶泡沫材料及其制备方法。其特点是将硅橡胶与补强剂、结构控制剂、成孔剂、助交联剂混合并成型，经电子束或γ射线辐射后硅橡胶发生交联反应，然后将交联硅橡胶通过水洗溶析出成孔剂，获得开孔硅橡胶泡沫材料。
本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
开孔型硅橡胶泡沫材料的配方组分为硅橡胶100份，补强剂15～80份，结构控制剂2～15份，成孔剂150～300份，助交联剂0～4份；硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶中的至少一种；补强剂为沉淀法白炭黑或者气相法白炭黑；结构控制剂为羟基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种；成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠或硝酸钾中的任意一种；助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)或三烯丙基氰脲酸酯(TAC)中的任意一种；开孔型硅橡胶泡沫材料的制备方法1、硅橡胶胶料的制备将100重量份的硅橡胶、15～80重量份的补强剂、2～15重量份的结构控制剂，采用开炼机或密炼机在室温下混炼均匀，混炼时间为8～15分钟，再将混炼好的胶料于室温下存放1～30天，在温度150～180℃下热处理1～5小时，然后返炼并加入150～300重量份的成孔剂、0～4重量份的助交联剂混炼均匀，混炼时间为8～15分钟，最后将混炼好的胶料于室温下模塑成型为片材；2、硅橡胶片材的辐射交联采用60Coγ-射线源或电子静电加速器，在室温下空气中对硅橡胶片材进行辐射，辐射剂量为20～100kGy，使硅橡胶发生交联反应；3、辐射交联硅橡胶的溶析成孔将辐射交联硅橡胶放置于沸水中，水洗移出成孔剂，然后置于烘箱中，在温度40～50℃下烘干，获得开孔型硅橡胶泡沫材料。
制得的开孔型硅橡胶泡沫材料具有优良的综合性能，详见表1所示，本发明具有如下优点工艺简单，操作简便，成本较低，制得的开孔型硅橡胶泡沫材料具有优良的综合性能。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只能用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1、将100克二甲基硅橡胶、15克气相法白炭黑、2克羟基硅油，采用双辊开炼机在室温下混炼8分钟，再将混炼好的胶料于室温下存放1天后，在温度150℃下热处理5小时，返炼并加入150克尿素、4克三烯丙基异氰脲酸酯，混炼均匀，混炼时间为8分钟，然后于室温下在平板硫化机上压缩模塑成型为板材；采用圆柱体式60Coγ射线源，在室温下空气中，对硅橡胶胶料进行辐射交联，辐射剂量为30kGy。将交联后的胶片浸在沸水中，洗出其中的成孔剂后，置于烘箱中在温度40～50℃下烘干。
2、将100克甲基乙烯基硅橡胶、25克气相法白炭黑、7克八甲基环四硅氧烷，采用密炼机在室温下混炼10分钟，将混炼好的胶料于室温下存放3天后于170℃下热处理1小时，返炼并加入200克氯化钾、4克三烯丙基氰脲酸酯，混炼均匀，混炼时间为10分钟，然后于室温下在平板硫化机上压缩模塑成型为板材；采用采用JJ-2型静电加速器，在室温下空气中，对硅橡胶胶料进行辐射交联，辐射剂量为20kGy。交联后的胶片浸在沸水中，洗出其中的成孔剂后，置于烘箱中在温度40～50℃下烘干。
3、将50克甲基乙烯基硅橡胶，50克二甲基硅橡胶，35克气相法白炭黑、10克二苯基硅二醇，采用双辊开炼机在室温下混炼12分钟，将混炼好的胶料于室温下存放7天后于170℃下热处理3小时，返炼并加入250克氯化钠、2克三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，混炼均匀，混炼时间为10分钟，然后于室温下在平板硫化机上压缩模塑成型为板材；采用圆柱体式Co60γ射线源，在室温下空气中，对硅橡胶胶料进行辐射交联，辐射剂量为50kGy。交联后的胶片浸在沸水中，洗出其中的成孔剂后，置于烘箱中在温度40～50℃下烘干。
4、将100克甲基苯基乙烯基硅橡胶、80克沉淀法白炭黑、12克γ-氨丙基三乙氧基硅烷，采用双辊开炼机在室温下混炼15分钟，将混炼好的胶料于室温下存放30天后于180℃下热处理3小时，返炼并加入300克硝酸钾，混炼均匀，混炼时间为12分钟，然后于室温下在平板硫化机上压缩模塑成型为板材。采用JJ-2型静电加速器，在室温下空气中，对硅橡胶胶料进行辐射交联，辐射剂量为100kGy。交联后的胶片浸在沸水中，洗出其中的成孔剂后，置于烘箱中在温度40～50℃下烘干。
表1本发明的开孔型硅橡胶泡沫材料的性能
权利要求
1.一种开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于该泡沫材料的配方组分按重量计为硅橡胶100份，补强剂15～80份，结构控制剂2～15份，成孔剂150～300份，助交联剂0～4份；该泡沫材料的泡沫密度为0.55～0.70g/cm3、拉伸强度为0.55～0.76MPa、断裂伸长率为380～460％，压缩强度为80～390kPa，压缩永久变形小于5％。
2.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于硅橡胶为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶和/或甲基苯基乙烯基硅橡胶中的至少一种。
3.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于补强剂为沉淀法白炭黑或者气相法白炭黑。
4.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于结构控制剂为羟基硅油、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、八甲基环四硅氧烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。
5.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于成孔剂为尿素、氯化钾、氯化钠或硝酸钾中的任意一种。
6.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料，其特征在于助交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯或三烯丙基氰脲酸酯中的任意一种。
7.按照权利要求1～6之一所述开孔型硅橡胶泡沫材料的制备方法，其特征在于a.硅橡胶胶料的制备将100重量份的硅橡胶、15～80重量份的补强剂、2～15重量份的结构控制剂，采用开炼机或密炼机在室温下混炼均匀，混炼时间为8～15分钟，再将混炼好的胶料于室温下存放1～30天，于温度150～180℃热处理1～5小时，然后返炼并加入150～300重量份的成孔剂、0～4重量份的助交联剂混炼均匀，混炼时间为8～15分钟，最后将混炼好的胶料于室温下模塑成型为片材；b.硅橡胶片材的辐射交联采用60Coγ-射线源或电子静电加速器，在室温下空气中对硅橡胶片材进行辐射，辐射剂量为20～100kGy，使硅橡胶发生交联反应；c.辐射交联硅橡胶的溶析成孔将辐射交联硅橡胶放置于沸水中，水洗移出成孔剂，然后置于烘箱中，在温度40～50℃烘干，获得开孔型硅橡胶泡沫材料。
8.按照权利要求1所述开孔型硅橡胶泡沫材料的用途，其特征在于该泡沫材料用作减震、绝缘、隔音材料。
全文摘要
本发明公开了一种开孔型硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途，其特点是将硅橡胶100重量份、补强剂15～80重量份、结构控制剂2～15重量份、成孔剂150～300重量份、助交联剂0～4重量份混合并成型，经电子束或γ射线辐射后硅橡胶发生交联反应，辐射剂量为20～100kGy，然后将交联硅橡胶通过水洗溶析出成孔剂，获得开孔型硅橡胶泡沫材料。本方法制备的开孔型硅橡胶泡沫材料用作减震、绝缘、隔音材料。
文档编号C08J9/00GK1884378SQ20061002110
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月5日 优先权日2006年6月5日
发明者刘鹏波, 刘道龙, 徐闻 申请人:四川大学