一种天然橡胶微孔发泡材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种天然橡胶微孔发泡材料及其制备方法。
背景技术：
：发泡材料，又叫多孔材料或海绵材料，是一类包含大量孔隙的材料。它是由构成材料本身的连续固相(基体或基材)和形成孔隙的流体相(孔隙)所组成。其中的流体相按照孔隙中所含介质的不同而分为两类，即介质为气体时的气相和介质为液体时的液相。作为发泡材料，须具备两种条件，一是材料中含有大量的孔隙，二是所含孔隙被用来满足某种或某些设计要求以达到所期待的使用性能指标。材料中的孔隙不同于材料使用过程中经常遇到的孔洞，裂隙等以缺陷形式存在的孔隙，因为这些孔隙的存在会降低材料的使用性能。根据孔洞是否相互连通，可分为开孔发泡材料、闭孔发泡材料和混合孔发泡材料。自然界中广泛地存在着发泡固体，并且被人类大规模地应用，在埃及金字塔中已发现有至少5000年以前的木材制品，早在古罗马时代人们就将软木用于酒瓶塞。随着科学的进步，天然的发泡材料难以满足人类的需要，最近以来，人类已经制造出各种各样的发泡固体，如为人们所熟悉的是聚合物泡沫材料，可用于众多场合，从可以回收处理的咖啡杯到飞机座舱的冲击垫等。目前的技术不但可以制造泡沫聚合物，而且还可以制造金属、陶瓷和玻璃的泡沫材料。这极大的丰富了发泡材料的性能，并进一步满足人类的各种需求天然橡胶(nr)是人类最早使用的橡胶，也是人们最早发现和应用的聚合物之一。它是一种具有良好的综合性能的橡胶。因为它是一种结晶性橡胶，自补强性很大，具有很好的机械强度。天然橡胶还有弹性好，耐磨性好，耐透气 性绝缘性好等特点，被广泛的应用在制造各类轮胎，胶管，胶鞋，雨衣工业制品及医疗卫生制品等许多方面。nr发泡材料可广泛应用于鞋材、汽车、家电、航天航空等领域。技术实现要素：一种天然橡胶微孔发泡材料，其特征在于，其配方如下：天然橡胶100份，填料0-100份，增塑剂0-20份，活性剂5-15份，硫化剂0.5-5份；硫化促进剂0-5份，防老剂rd1-5份。天然橡胶包括nr和合成天然橡胶ir；填料为炭黑、白炭黑、碳酸钙、短纤维中的一种或多种；增塑剂为芳烃油、石蜡油、环烷油中的一种或多种；活性剂为氧化锌、氧化镁、硬脂酸锌中的一种或多种；硫化剂为硫磺或过氧化异丙苯中的任一种；硫化促进剂为2-(4-吗啉硫代)苯并噻唑(nobs)，n-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺(cz)，一硫化四甲基秋兰姆(tmtm)，四甲基二硫化秋兰姆(tmtd)，三烯丙基异三聚氰酸酯(taic)中的一种或多种。一种天然橡胶微孔发泡材料的制备方法，其特征在于，其步骤如下：1)混炼胶制备先将nr在开炼机上塑炼，接着加入填充剂、软化剂、发泡剂和硫化促进剂，硫化剂最后加入。薄通三次后出片，制得混炼胶。胶料放置一天后，返炼。2)预硫化将混炼胶放入所需模具中，热压机压力为5-10mpa，温度100-170℃，预硫化时间为3-40min，之后将胶料从模具中拿出，得到预硫化材料。3)微孔发泡升温法：将预硫化材料装入高压釜内，先用少量co2吹洗2-3min，然后密封，反应釜温度为室温-80℃，用高压泵将注入高压釜内，使压力达到5-30mpa，恒压饱和3-60h。然后迅速卸压至常压，最后在150-180℃温度的烘道中二次硫化，得到发泡材料。降压法：将预硫化材料装入高压釜内，先用少量co2吹洗2-3min，然后密封，反应釜温度为130-150℃，用高压泵将物理发泡剂注入高压釜内，使压力达到5-60mpa，恒压饱和0.5-4h。然后迅速卸压至常压，卸压时间为0-80s，得到发泡材料。其中，所述物理发泡剂为co2，n2中的一种或两种气体的混合气体。其中步骤3)升温法中，所述二次硫化，硫化时间为10-60min，硫化方式为热空气硫化、微波辐射交联或者红外辐射交联。附图说明图1本发明制备方法中，实施例1的扫描电镜图；图2本发明制备方法中，实施例2的扫描电镜图；图3本发明制备方法中，实施例3的扫描电镜图。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步描述：实施例1nr100份，填料30份，防老剂1份，硫化剂2.5份，硫化促进剂2.5份，活性剂1份。其中，填料为炭黑；所述硫化剂为硫磺，硫化促进剂为tmtm，cz；活性剂为硬脂酸。先将天然橡胶在开炼机上塑炼，接着加入填充剂、软化剂、发泡剂和硫化促进剂，硫化剂最后加入。薄通三次后出片，制得混炼胶。胶料放置一天后，返炼。将混炼胶放入所需模具中，硫化机压力为10mpa，温度115℃，预硫化时间为6min。之后，将预 硫化材料装入高压釜内，然后密封，反应釜温度为30℃，将n2注入高压釜内，使压力达到15mpa，恒压饱和12h。然后迅速卸压至常压，最后在150℃温度的烘箱中放置4min，得到发泡材料。实施例2ir100份，填料50份，增塑剂5份，防老剂rd0.5份，硫化剂2.5份，硫化促进剂2.5份，活性剂5份。其中，填料为高岭土；增塑剂为芳烃油；防老剂为rd；所述硫化剂为硫磺，硫化促进剂为tmtd，cz；活性剂为硬脂酸、氧化锌。先将天然橡胶在开炼机上塑炼，接着加入填充剂、软化剂、发泡剂和硫化促进剂，硫化剂最后加入。薄通三次后出片，制得混炼胶。胶料放置一天后，返炼。将混炼胶放入所需模具中，硫化机压力为10mpa，温度110℃，预硫化时间为27min。之后，将预硫化材料装入高压釜内，然后密封，反应釜温度为40℃，将n2注入高压釜内，使压力达到16mpa，恒压饱和10h。然后迅速卸压至常压，最后在160℃温度的烘箱中放置5min，得到发泡材料。实施例3nr100份，填料20份，防老剂rd1份，硫化剂3份，硫化促进剂1份，活性剂5份。其中，填料为白炭黑；硫化剂为过氧化二异丙苯，硫化促进剂为taic；活性剂为硬脂酸、氧化锌。先将天然橡胶在开炼机上塑炼，接着加入填充剂、软化剂、发泡剂和硫化促进剂，硫化剂最后加入。薄通三次后出片，制得混炼胶。胶料放置一天后，返炼。将混炼胶放入所需模具中，硫化机压力为10mpa，温度110℃，预硫化时间为40min。之后，将预硫化材料装入高压釜内，然后密封，反应釜温度为50℃， 将n2注入高压釜内，使压力达到20mpa，恒压饱和20h。然后迅速卸压至常压，最后在155℃温度的烘箱中放置3min，得到发泡材料。将实施例1至实施例3的发泡材料进行测试，其密度和硬度见表1。项目实施例1实施例2实施例3密度/g﹒cm-30.2180.8850.091硬度/邵a245512以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12