本发明涉及保温材料
技术领域：
，具体涉及一种高韧低温保温材料及其制备工艺。
背景技术：
：低温保温材料广泛应用于冰箱、集装箱、冷柜、管道等低温环境中，要求具有低温尺寸稳定、低温下抗压强度高、保冷保温等特点；长期以来，聚氨酯泡沫塑料由于具有重量轻、导热系数低、比强度高等特点，成为制作低温保温材料的主要原料之一。但是聚氨酯材料在反应中，需要使用氟利昂，可能会对大气臭氧层造成破坏，达不到国际环保组织的要求；同时，聚氨酯塑料低温下尺寸稳定性差，回弹性差，抗压缩永久变形差，容易变形开裂，低温下抗压强度较低，不能满足使用需求。因此需要选择并使用新型低温保温材料，增强材料韧性，提高低温保温产品的使用寿命。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种高韧低温保温材料及其制备工艺。为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：一种高韧低温保温材料，包括以下按重量份的原料：天然橡胶50-60份，氢化丁腈橡胶20-30份、丁苯橡胶20-30份，甲基乙烯基硅橡胶3-5份，聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶5-10份，聚丙烯3-5份，abs树脂1-3份，聚苯乙烯1-3份，聚氯乙烯1-3份，偶联剂1-2份，丁苯胶乳10-20份，交联助剂1-2份，天然衍生蜡1-3份，亚磷酸酯类抗氧化剂0.5-1份，苯二胺抗氧化剂0.1-0.2份，纳米二氧化钛2-3份，碳酸氢镁4-5份，茶多酚3份，甲壳素5-10份，石棉粉1-2份，聚磷酸铵4-5份，纳米碳酸钙5-10份，硫磺0.3-0.5份，二甲基二硫代氨基甲酸锌1-1.2份，高耐磨炭黑5-10份，氧化锆纤维5-15份，玻璃棉纤维5-15份，空心球5-10份，膨胀珍珠岩3-7份。优选地，所述甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量在0.1%-0.2%之间。优选地，所述氧化锆纤维的直径为10-100um，长度为0.5-2cm，且所述氧化锆纤维中氧化锆的含量为80%-95%。优选地，所述玻璃棉纤维的直径为0.1-1mm，长度为0.5-3cm。上述高韧低温保温材料的制备工艺包括以下步骤：a.将天然橡胶、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶、聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密炼机中塑炼5-12min，使温度达到90-120℃，继续加入偶联剂、交联助剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、苯二胺抗氧化剂、茶多酚和石棉粉，继续开炼5-8min，使温度升至130-150℃，得到预混胶；b.向步骤a中得到的预混胶中加入丁苯胶乳、天然衍生蜡、纳米二氧化钛、碳酸氢镁、甲壳素、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑、氧化锆纤维、玻璃棉纤维、空心球、膨胀珍珠岩，继续开炼5-10min，使温度达到140-160℃，得到混合胶体；c.将混合胶体注入模具型腔内，将模具温度升至110-150℃保温0.5-1小时，然后冷却至室温，再脱模即得高韧低温保温材料。优选地，所述步骤a中，塑炼时间为8min，使温度达到105℃；继续开炼时间为6min，使温度升至140℃。优选地，所述步骤b中，继续开炼时间为6min，使温度达到150℃。优选地，所述步骤c中,保温温度为135℃，保温时间为0.8小时。本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：天然橡胶和丁苯橡胶配合使用，不仅使保温材料具备良好的韧性和高强度，同时具备优秀的抗氧化性。甲基乙烯基硅橡胶和聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶的引入，使保温材料的耐寒性和耐热性极好,在-90℃-250℃很宽的温度范围内使用物性变化少。将氢化丁腈橡胶与聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯混合，可大大提高它们的耐冲击、抗压缩永久变形、耐屈挠性能和抗撕裂性能。纳米二氧化钛、纳米碳酸钙和高耐磨炭黑可提高保温材料的耐磨性和保温性能。本发明采用的是无机超细氧化锆纤维，绝热性能好，可以耐低温到-273℃，耐高温到2200℃而不影响其本身性能，遇见明火不燃烧，与玻璃纤维混合后纤维状结构加强保温材料的韧性和强度，空心球和膨胀珍珠岩在保温材料内部形成疏松气孔，进一步增强保温效果和韧性。综上所述，本发明具有优异的耐寒性、保温性能、机械性能和高韧性。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种高韧低温保温材料，包括以下按重量份的原料：天然橡胶50克，氢化丁腈橡胶30克、丁苯橡胶20克，甲基乙烯基硅橡胶5克，聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶5克，聚丙烯5克，abs树脂1克，聚苯乙烯3克，聚氯乙烯1克，偶联剂2克，丁苯胶乳10克，交联助剂2克，天然衍生蜡1克，亚磷酸酯类抗氧化剂1克，苯二胺抗氧化剂0.1克，纳米二氧化钛3克，碳酸氢镁4克，茶多酚3份，甲壳素10克，石棉粉1克，聚磷酸铵5克，纳米碳酸钙5克，硫磺0.5克，二甲基二硫代氨基甲酸锌1克，高耐磨炭黑10克，氧化锆纤维5克，玻璃棉纤维15克，空心球5克，膨胀珍珠岩7克。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.1%。氧化锆纤维的直径为10um，长度为0.5cm，且氧化锆纤维中氧化锆的含量为95%。玻璃棉纤维的直径为1mm，长度为3cm。上述高韧低温保温材料的制备工艺，包括以下步骤：a.将天然橡胶、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶、聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密炼机中塑炼5min，使温度达到90℃，继续加入偶联剂、交联助剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、苯二胺抗氧化剂、茶多酚和石棉粉，继续开炼5min，使温度升至130℃，得到预混胶；b.向步骤a中得到的预混胶中加入丁苯胶乳、天然衍生蜡、纳米二氧化钛、碳酸氢镁、甲壳素、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑、氧化锆纤维、玻璃棉纤维、空心球、膨胀珍珠岩，继续开炼5min，使温度达到140℃，得到混合胶体；c.将混合胶体注入模具型腔内，将模具温度升至110℃保温1小时，然后冷却至室温，再脱模即得高韧低温保温材料。天然橡胶和丁苯橡胶配合使用，不仅使保温材料具备良好的韧性和高强度，同时具备优秀的抗氧化性。甲基乙烯基硅橡胶和聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶的引入，使保温材料的耐寒性和耐热性极好,在-90℃-250℃很宽的温度范围内使用物性变化少。将氢化丁腈橡胶与聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯混合，可大大提高它们的耐冲击、抗压缩永久变形、耐屈挠性能和抗撕裂性能。纳米二氧化钛、纳米碳酸钙和高耐磨炭黑可提高保温材料的耐磨性和保温性能。氧化锆纤维绝热性能好，可以耐低温到-273℃，耐高温到2200℃而不影响其本身性能，遇见明火不燃烧，与玻璃纤维混合后纤维状结构加强保温材料的韧性和强度，空心球和膨胀珍珠岩在保温材料内部形成疏松气孔，进一步增强保温效果和韧性。实施例2一种高韧低温保温材料，包括以下按重量份的原料：天然橡胶60克，氢化丁腈橡胶20克、丁苯橡胶30克，甲基乙烯基硅橡胶3克，聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶10克，聚丙烯3克，abs树脂3克，聚苯乙烯1克，聚氯乙烯3克，偶联剂1克，丁苯胶乳20克，交联助剂1克，天然衍生蜡3克，亚磷酸酯类抗氧化剂0.5克，苯二胺抗氧化剂0.2克，纳米二氧化钛2克，碳酸氢镁5克，茶多酚3克，甲壳素5克，石棉粉2克，聚磷酸铵4克，纳米碳酸钙10克，硫磺0.3克，二甲基二硫代氨基甲酸锌1.2克，高耐磨炭黑5克，氧化锆纤维15克，玻璃棉纤维5克，空心球10克，膨胀珍珠岩3克。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.2%。氧化锆纤维的直径为100um，长度为2cm，且氧化锆纤维中氧化锆的含量为95%。玻璃棉纤维的直径为0.1mm，长度为0.5cm。上述高韧低温保温材料的制备工艺，包括以下步骤：a.将天然橡胶、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶、聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密炼机中塑炼12min，使温度达到120℃，继续加入偶联剂、交联助剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、苯二胺抗氧化剂、茶多酚和石棉粉，继续开炼8min，使温度升至150℃，得到预混胶；b.向步骤a中得到的预混胶中加入丁苯胶乳、天然衍生蜡、纳米二氧化钛、碳酸氢镁、甲壳素、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑、氧化锆纤维、玻璃棉纤维、空心球、膨胀珍珠岩，继续开炼10min，使温度达到160℃，得到混合胶体；c.将混合胶体注入模具型腔内，将模具温度升至150℃保温0.5小时，然后冷却至室温，再脱模即得高韧低温保温材料。实施例3一种高韧低温保温材料，包括以下按重量份的原料：天然橡胶55克，氢化丁腈橡胶25克、丁苯橡胶25克，甲基乙烯基硅橡胶4克，聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶8克，聚丙烯4克，abs树脂2克，聚苯乙烯2克，聚氯乙烯2克，偶联剂1.5克，丁苯胶乳15克，交联助剂1.5克，天然衍生蜡2克，亚磷酸酯类抗氧化剂0.8克，苯二胺抗氧化剂0.15克，纳米二氧化钛2.5克，碳酸氢镁4.5克，茶多酚3克，甲壳素8克，石棉粉1.5克，聚磷酸铵4.5克，纳米碳酸钙8克，硫磺0.4克，二甲基二硫代氨基甲酸锌1.1克，高耐磨炭黑8克，氧化锆纤维10克，玻璃棉纤维10克，空心球7克，膨胀珍珠岩5克。甲基乙烯基硅橡胶中乙烯基的含量为0.15%。氧化锆纤维的直径为50um，长度为1.5cm，且氧化锆纤维中氧化锆的含量为90%。玻璃棉纤维的直径为0.5mm，长度为1.8cm。上述高韧低温保温材料的制备工艺，包括以下步骤：a.将天然橡胶、氢化丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、聚硅氧烷改性三元乙丙橡胶、聚丙烯、abs树脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密炼机中塑炼8min，使温度达到105℃，继续加入偶联剂、交联助剂、亚磷酸酯类抗氧化剂、苯二胺抗氧化剂、茶多酚和石棉粉，继续开炼6min，使温度升至140℃，得到预混胶；b.向步骤a中得到的预混胶中加入丁苯胶乳、天然衍生蜡、纳米二氧化钛、碳酸氢镁、甲壳素、聚磷酸铵、纳米碳酸钙、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸锌、高耐磨炭黑、氧化锆纤维、玻璃棉纤维、空心球、膨胀珍珠岩，继续开炼6min，使温度达到150℃，得到混合胶体；c.将混合胶体注入模具型腔内，将模具温度升至135℃保温0.8小时，然后冷却至室温，再脱模即得高韧低温保温材料。实施例4申请人采用本发明提供的保温材料进行检测，主要性能指标如表1所示：检测项目实施例1实施例2实施例3密度，kg/m3135.8136.6132.4抗压强度，mpa2.52.632.7导热系数，w/（m·k）0.0610.0620.059最低使用温度下平均线收缩率，%0.730.680.7抗折强度，mpa1.261.291.31最低使用温度，℃-153-155-156表1由此可见，本发明提供的一种高韧低温保温材料的制备方法具有如下技术特点：1、耐寒性好；2、保温性能优良；3、力学性能优良；4、高韧性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12