专利名称：高性能潜水服用橡胶海绵及其生产方法
高性能潜水服用橡胶海绵及其生产方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说，是一种高性能潜水服用橡胶海绵及 其生产方法。
背景技术：
潜水服是休闲潜水、各种水上运动服装的首选，同时也为大多水温较高的工程潜 水所应用。潜水服在水中有保持体温、保护和浮力三大作用，一般可分为干式和湿式两种。 干式潜水服保养麻烦、价格较贵、使用较为困难，必须接受培训后才可使用，用于寒冷地带 的潜水。一般的休闲潜水都是湿式潜服，这种潜水服由橡胶海绵和尼龙布贴合而成。目前 市场上所应用的发泡海绵往往存在抗撕裂性能差，伸长率低等缺点，在潜水中很容易被割 破，而且弹性小，柔软性较差，以致潜水服不能合身贴于皮肤，对潜水人员的四肢动作产生 限制。另外随着海洋事业的迅速发展，深度潜水越来越多，很多潜水爱好者也喜欢潜到更深 的海洋探索海洋的神秘；海绵材料力学性能低，不能承受较大的静水压力，起不到保暖和保 护的作用。中国专利公开号CN1733998A涉及一种高弹性潜水服布料的加工方法，其特征在 于包括如下两个步骤，⑴加工高弹性潜水服布料，⑵将步骤一⑴的高弹性潜水服布 料进行人造纤维海绵层压；与传统单向低弹性潜水服布料相比较，本发明所述高弹性潜水 服布料弹性更高，能提高潜水服的舒适度、柔软性、伸长率；其主要通过编织方式、纤度等 对海绵上贴合的布料的弹性进行了改进，而没有涉及海绵本身的性能。中国专利公开号 CN101633753A涉及一种氯丁橡胶闭孔发泡材料及其加工方法，采用氯丁橡胶制得了柔软度 良好，阻燃，耐酸碱、环保的闭孔发泡材料，但其力学性能较低，而且生产周期长，生产效率 较低，不能满足高性能潜水服用橡胶海绵的要求。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高性能潜水服用橡胶海绵及其
生产方法。本发明的构思为海绵以氯丁橡胶为基体材料，通过添加填充剂、增塑剂、防老剂、 硫化体系及发泡体系制得，其配方质量组成为氯丁橡胶100份，填充剂30 70份，增塑剂 20 60份，防老剂0. 5 2份，硫化体系6 18份，发泡体系5 20份；该海绵通过两段 混炼法混合，得到分散均勻的混炼胶；然后分别在120 160°C下进行10 30分钟的一次 硫化发泡成型，和120 180°C的温度下二次深度硫化成型。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的—种高性能潜水服用橡胶海绵，以具有自补强性和高耐老化性能的氯丁橡胶作为 发泡基材，添加填充剂、增塑剂、防老剂、硫化体系和发泡体系，其特征在于，其配方质量组 成为(a)氯丁橡胶为100份；(b)填充剂为30 70份；(c)增塑剂为20 60份；(d)防 老剂为0. 5 2份，硫化体系为6 18份；(e)发泡体系为5 20份；
本发明所使用的氯丁橡胶为在催化剂作用下，由氯丁二烯单体经乳液聚合反应制 成的硫磺调节的低结晶速度的弹性体；本发明所使用的填充剂为30 70份的炭黑或碳酸钙或滑石粉或陶土或白炭黑； 炭黑为补强性填充剂，可改善橡胶加工性能及提高制品的力学性能；一般在发泡橡胶中合 理的分数为5 12份；为了降低成本并获得所要达到的加工性能，可采用多种填料并用，其 中碳酸钙和陶土可提高橡胶的撕裂性能和改善加工中的粘辊现象；本发明中为了使各种粉料得到均勻的分散，增塑体系采用固液配合的方法，液体 油采用芳香烃油类和克拉玛依环烷烃油；固体采用油膏及蜡；为了调节各种填料分散性和 混炼胶的加工性能，应控制增塑剂总的用量在20 60之间；本发明所使用的硫化体系为金属氧化物硫化体系；其中含有2 7份氧化镁，4 8份氧化锌，0 2份硫化促进剂N，N’ - 二乙基硫脲或亚乙基硫脲；本发明所使用的发泡体系中的发泡剂为偶氮二甲酰胺(AC)和二苯磺酰胼醚；AC 分解温度比较高，应添加适当份数的发泡助剂，降低分解温度；配方中选用的发泡助剂为硬 脂酸或聚乙二醇或氧化锌或碳酸锌，份数在0 4份之间；另外本发明选择一种或者两种发 泡剂进行匹配，控制发泡剂合适的分数在1 15份之间；本发明在混炼胶加工过程中还加入了防老剂来及活性剂改善材料的加工性能和 提高发泡材料的使用性能；所述的防老剂是0.5 2份4，4' 一二辛基二苯胺(防0DA)或 2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉(防RD)。一种高性能潜水服用橡胶海绵的生产方法，其具体步骤为混炼胶采用两次混炼 法加工，然后在平板硫化机上进行二次硫化发泡制得橡胶海绵；所述的混炼方法是分别进行密炼和开炼，其具体步骤为第一步往密炼机中分 别投入炭黑、粉料、增塑剂、防老剂、发泡助剂、氧化镁搅拌一分钟，然后投入部分氯丁橡胶， 密炼室温度控制在90°C以下，密炼机加压盖压力控制在0. 5 IMpa，混炼15 20分钟后， 翻倒出料得到初步混炼胶；调节开炼机两个辊筒间距至0 1mm，将初步混炼胶在开炼机上 薄通4 7次下料；第二步在密炼机中依次添加环烷烃橡胶油、发泡剂、氧化锌、轻质碳酸 钙、第一步中的初步混炼胶、剩余氯丁橡胶混炼2分钟，然后加入陶土，当混炼时间到第7分 钟时，加入硫化促进剂，继续混炼8分钟后，翻转密炼室倒出混炼胶；再次调节开炼机两辊 筒间距至0 1_，薄通3 6次，调节两辊筒间距在3 6mm压延出片；模具的填充系数在0. 3 0. 95之间，模具内压力在3 20MPA之间，一次发泡后 其发泡倍率在50 200%之间，二次硫化发泡后其发泡倍率在300 600%之间；模具形状 为上下面的长宽比为1 1.2 1 3之间，上下面之间的倾斜角度为30 89度之间。与现有技术相比，本发明的积极效果是采用两步混炼工艺，得到了分散良好的混炼胶。然后采用两步模压硫化发泡法，制 得了低收缩，永久变形率小，耐老化的海绵橡胶。该方法制备的试样拉伸强度> IMpa，撕裂 强度高于3. 2N/mm，伸长率在500%以上。本发明的海绵材料强度高，弹性好，伸长率可达500%以上，表面柔软光滑，耐老化 性能强，可替代进口产品用于制备高性能潜水服。
图1开发试样老化5d SEM泡孔结构照片；图2开发试样老化9d SEM泡孔结构照片；图3韩国试样老化5d SEM泡孔结构照片；图4韩国试样老化9d SEM泡孔结构照片；
具体实施方式
以下提供本发明一种高性能潜水服用橡胶海绵及其生产方法的具体实施方式
。以下实施例中所使用的原料及牌号为氯丁橡胶；半补强性炭黑(N774)；轻质碳 酸钙；陶土 ；硬脂酸；氧化镁；氧化锌；亚乙基硫脲(嫩-2幻；邻苯二甲酸二辛酯(DOP)；克拉 玛依环烷烃油；发泡剂AC(偶氮二甲酰胺，黄色粉末，分解温度200°C )和OBSH(苯磺酰胼 醚，白色粉末，分解温度140°C )；防老剂；实施例配方中各原料的配比及试样性能如表1。表权利要求
1.一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，以氯丁橡胶作为发泡基材，添加填充 剂、增塑剂、防老剂、硫化体系和发泡体系，其配方质量组成为(a)氯丁橡胶为100份；(b) 填充剂为30 70份；(c)增塑剂为20 60份；(d)防老剂为0. 5 2份，硫化体系为6 18份；(e)发泡体系为5 20份；
2.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的氯丁橡胶 为在催化剂作用下，由氯丁二烯单体经乳液聚合反应制成的硫磺调节的低结晶速度的弹性 体。
3.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的填充剂为 30 70份的炭黑或碳酸钙或滑石粉或陶土或白炭黑。
4.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的增塑剂，采 用固液配合的方法，液体采用芳香烃油类和克拉玛依环烷烃油，固体采用油膏及 蜡。
5.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的硫化体系 为金属氧化物硫化体系；其中含有2 7份氧化镁，4 8份氧化锌，0 2份硫化促进剂N， N’ - 二乙基硫脲或亚乙基硫脲。
6.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的发泡体系 中的发泡剂为偶氮二甲酰胺和二苯磺酰胼醚。
7.如权利要求1所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵，其特征在于，所述的防老剂是 0.5 2份4，4' 一二辛基二苯胺(防0DA)或2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉。
8.一种高性能潜水服用橡胶海绵的生产方法，其特征在于，具体步骤为混炼胶采用 两次混炼法加工，然后在平板硫化机上进行二次硫化发泡制得橡胶海绵。
9.如权利要求8所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵的生产方法，其特征在于，所述 的混炼方法是分别进行密炼和开炼，其具体步骤为第一步往密炼机中分别投入炭黑、粉 料、增塑剂、防老剂、发泡助剂、氧化镁搅拌一分钟，然后投入部分氯丁橡胶，密炼室温度控 制在90°C以下，密炼机加压盖压力控制在0. 5 IMpa，混炼15 20分钟后，翻倒出料得到 初步混炼胶；调节开炼机两个辊筒间距至0 1mm，将初步混炼胶在开炼机上薄通4 7次 下料；第二步在密炼机中依次添加环烷烃橡胶油、发泡剂、氧化锌、轻质碳酸钙、第一步中 的初步混炼胶、剩余氯丁橡胶混炼2分钟，然后加入陶土，当混炼时间到第7分钟时，加入硫 化促进剂，继续混炼8分钟后，翻转密炼室倒出混炼胶；再次调节开炼机两辊筒间距至0 Imm,薄通3 6次，调节两辊筒间距在3 6_压延出片。
10.如权利要求8所述的一种高性能潜水服用橡胶海绵的生产方法，其特征在于，所述 的模具的填充系数在0. 3 0. 95之间，模具内压力在3 20MPA之间，一次发泡后其发泡 倍率在50 200%之间，二次硫化发泡后其发泡倍率在300 600%之间；模具形状为上下 面的长宽比为1 1.2 1 3之间，上下面之间的倾斜角度为30 89度之间。
全文摘要
本发明涉及一种高性能潜水服用橡胶海绵及其生产方法，该海绵以氯丁橡胶为基体材料，通过添加填充剂、增塑剂、防老剂、硫化体系及发泡体系制得，其配方质量组成为氯丁橡胶100份，填充剂30～70份，增塑剂20～60份，防老剂0.5～2份，硫化体系6～18份，发泡体系5～20份；该海绵通过两段混炼法混合，得到分散均匀的混炼胶；然后分别在120～160℃下进行10～30分钟的一次硫化发泡成型，和120～180℃的温度下二次深度硫化成型。本发明的优点海绵材料强度高，弹性好，伸长率可达500％以上，表面柔软光滑，耐老化性能强，可替代进口产品用于制备高性能潜水服。
文档编号B63C11/04GK102070801SQ20101023066
公开日2011年5月25日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者公维光, 刘德宏, 孙建波, 易红玲, 朱成, 林珩, 武易明, 郑柏存, 魏婷 申请人:华东理工大学, 扬州动易运动用品有限公司