专利名称：发泡橡胶、其制法以及含有该发泡橡胶的复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及发泡橡胶、其制造方法及包含该发泡橡胶的复合材料。本发明更具体涉及一种发泡橡胶，其重量轻且具有与未发泡橡胶(以下称作“实心橡胶”)可比较的高硬度，强度高并且表面光滑；它的制造方法以及包含该发泡橡胶的复合材料。
从减轻如汽车之类物品重量的观点出发，以及从节约资源即减少用于制造物品的材料量的观点出发，要求材料重量轻且硬度高、强度高而且表面光滑。在橡胶材料的情形中，同样也要求重量轻的部件。作为满足该要求的手段，急需光滑表面及机械强度和实心橡胶可比的发泡橡胶。获得表面光滑发泡橡胶的技术之一是形成具有精细泡腔的发泡橡胶。例如，JP-A-11-80459公开了一种微小泡腔直径的发泡橡胶。
但是，在所述专利出版物中公开的发泡橡胶存在下列问题，即(ⅰ)它是Asker C硬度低至40或更少的发泡橡胶(即，软橡胶)，并且(ⅱ)由于其是得自间歇式模头模塑法的发泡橡胶，所以在横截面形状固定的长模塑橡胶生产中，其生产率低下。
图1为本发明复合材料的一个实施例的外观视图，其中数字1代表发泡橡胶，而数字2代表刚体。
本发明的目的是提供一种发泡橡胶，其重量轻并且有与实心橡胶可比的高硬度，强度高和光滑表面，提供其制造方法，以及含该发泡橡胶的复合材料。
本发明人为了实现上述目的，已经进行了广泛的研究。结果，他们已找到一种发泡橡胶，其重量轻并且有与实心橡胶可比的高硬度，强度高并且表面光滑，获得该发泡橡胶可通过连续模塑含橡胶和发泡剂的混合物，该发泡剂的分解温度为170℃或更高，以获得模塑产品，然后连续加热该模塑产品以引起硫化和发泡。在以上发现的基础上完成了本发明。
因此，本发明提供一种发泡橡胶，其平均泡腔直径为1-150微米，。按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100，并且密度为0.7-1.1千克/升。
此外，本发明提供一种发泡橡胶的制法，其步骤包括(1)将包含100重量份橡胶和4-15重量份分解温度为170℃或更高的发泡剂的混合物共混，以便获得一种组合物，(2)用连续模塑设备连续模塑步骤(1)中获得的组合物，以便获得模塑体，并且(3)连续加热步骤(2)中获得的模塑体，以致其硫化并发泡，从而获得一种发泡橡胶，其平均泡腔直径1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100并且密度为0.7-1.1千克/升。
进一步地，本发明提供一种包含相互结合成整体的发泡橡胶和刚体的复合材料，该发泡橡胶的平均泡腔直径为1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100，并且密度为0.7-1.1千克/升。
本发明中使用的术语“发泡橡胶”是指，其中封闭泡腔基本上均匀在整个橡胶分散存在的橡胶。
本发明中使用的术语“橡胶”是指，按照ISO 1382(1996)定义为橡胶(RUBBER)的物质。本发明中橡胶的实例包括天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁二烯橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯-丙烯酸类橡胶、氟橡胶、乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶以及它们中两种或更多种的混合物。其中优选，乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶，其包括，例如乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)。这些橡胶，可使用市售的那些。
在一般由上述乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶代表的乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物橡胶中，术语“α-烯烃”是指3-20个碳原子的直链或支链1-烯烃。该α-烯烃可为，例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯以及这些α-烯烃的混合物。从易得的角度考虑，其中优选丙烯和1-丁烯。
上述乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物橡胶中的非共轭多烯可为，例如链状非共轭二烯烃，例如1,4-己二烯、1,6-辛二烯2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,5-庚二烯和7-甲基-1,6-辛二烯；环状非共轭二烯，例如环己二烯、二环戊二烯、甲基四茚(methyltetraindene)、5-乙烯基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯和6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯；三烯，例如2,3-二异亚丙基-5-降冰片烯、2-亚乙基-3-异亚丙基-5-降冰片烯、2-丙烯基-2,2-降冰片二烯、1,3,7-辛三烯和1,4,9-癸三烯；5-乙烯基-2-降冰片烯、5-(2-丙烯基)-2-降冰片烯、5-(3-丁烯基)-2-降冰片烯、5-(4-戊烯基)-2-降冰片烯、5-(5-己烯基)-2-降冰片烯、5-(5-庚烯基)-2-降冰片烯、5-(7-辛烯基)-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、6,10-二甲基-1,5,9-十一碳三烯、5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯、4-亚乙基-8-甲基-1,7-壬二烯、13-乙基-9-甲基-1,9,12-十五碳三烯、5,9,13-三甲基-1,4,8,12-十四碳二烯、8,14,16-三甲基-1,7,14-十六碳三烯、4-亚乙基-12-甲基-1,11-十五碳二烯，以及它们中两种或更多种的混合物。它们当中，从容易获取的角度考虑，优选5-亚乙基-2-降冰片烯；以及5-亚乙基-2-降冰片烯和二环戊二烯的混合物。
不具体限定乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物橡胶的制造方法。通过使用催化剂如钛类催化剂、钒类催化剂和金属茂类催化剂，可制造共聚物橡胶。
从橡胶柔韧性的角度考虑，在上述乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物橡胶中，衍生自乙烯的单元(以下称作“乙烯单元”，同样类似也适用于烯烃)对α-烯烃单元的摩尔比(即，乙烯单元/α-烯烃单元)优选在1/0.1-1/1范围。从防止该共聚物橡胶挤出模塑时在模头处燃烧以及从获得硫化橡胶硫化度的观点出发，乙烯单元对非共轭多烯单元的摩尔比范围(即，乙烯单元/非共轭多烯单元)优选为1/0.005-1/0.2。
70℃时在二甲苯中测定的乙烯-α-烯烃-非共轭多烯共聚物橡胶的溶液粘度(η)，其范围优选为0.2-10，更优选0.5-4。当该粘度小于0.2时，所得发泡橡胶的泡腔直径有时超过150微米。另一方面，当粘度超过10时，该共聚物橡胶有时不可能挤出模塑。
本发明发泡橡胶的平均泡腔直径范围在1-150微米，优选1-100微米。当平均泡腔直径小于1微米时，发泡橡胶的密度有时小于0.7千克/升。另一方面，当平均泡腔直径超过150微米时，发泡橡胶的表面光滑性有时变差。这里，“平均泡腔直径”是指通过测量发泡橡胶横截面扫描电子显微镜照片(放大倍数55x)中各个泡腔的直径，并用泡腔数去除这些直径之和所获得的值(即算术平均值)。
用弹力(spring)型硬度试验仪A型测定本发明发泡橡胶的硬度(JIS-K-6301)，其范围是30-100，优选40-95。当硬度小于30时，有时，例如象汽车密封橡胶的橡胶强度不足。另一方面，当它超过100时，有时，例如象汽车密封橡胶的橡胶柔韧性不足。
本发明发泡橡胶的密度范围在0.7-1.1千克/升，优选在0.85-1.05千克/升，更优选在0.90-1.0千克/升。当密度小于0.7千克/升时，泡腔直径有时超过150微米并且使得发泡橡胶的表面光滑性恶化。另一方面，当密度超过1.1千克/升时，本发明的目的之一，降低重量，有时就不能实现。
本发明用的“发泡剂”表示分解温度为170℃或更高的发泡剂。术语“分解温度”表示发泡剂本身的分解温度或者是与发泡助剂混合使用的发泡剂的分解温度。
发泡剂的“分解温度”表示未硫化、未发泡橡胶组合物的DTA曲线中的生热起始温度，该曲线是在空气流和10℃/分钟的升温速率下，用热重分析仪TAS-100(Rigaku K.K.出品)测定的，并且定义为DTA曲线的基线(生热开始前的线)与放热峰上升的最大梯度线(直线)交叉点处的温度。
分解温度为170℃或更高的发泡剂包括，例如，偶氮二酰胺和二亚硝基五亚甲基四胺。发泡剂可与发泡助剂混合使用，该发泡助剂不会把分解温度降到低于170℃。该发泡助剂可为，例如氧化锌。不优选将上述发泡剂和如尿素这种发泡助剂结合，因为这样会把分解温度降到低于170℃。
相对于100重量份橡胶，发泡剂的用量范围优选在4-15重量份，更优选在5-10重量份。当发泡剂的用量小于4重量份时，有时，不能获得重量轻的发泡橡胶；而当其超过15重量份时，有时，获得平均泡腔直径过大的发泡橡胶。
可用一种方法制造本发明的发泡橡胶，该方法步骤包括(1)将包含100重量份橡胶和4-15重量份分解温度为170℃或更高的发泡剂的混合物共混，以便获得一种组合物，(2)用连续模塑设备连续模塑该组合物，以便获得模塑体，并且(3)连续加热该模塑体，以致其硫化并发泡，从而获得一种发泡橡胶，其平均泡腔直径1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100并且密度为0.7-1.1千克/升。
上述的连续模塑设备可以是挤压机和砑光辊。旨在引起硫化和发泡的连续加热，其优选手段的实例包括，选自以下方法(ⅰ)-(ⅳ)所组成一组的方法(ⅰ)在热空气烘箱中连续加热而引起硫化和发泡的方法，(ⅱ)在玻璃珠流化床中连续加热而引起硫化和发泡的方法，(ⅲ)在熔融盐浴中连续加热而引起硫化和发泡的方法，以及(ⅳ)用加热设备连续加热的方法，该设备在上述方法(ⅰ)-(ⅲ)上游和/或下游用高频加热装置另外提供。
上述方法(ⅰ)中的热空气温度优选在180-250℃范围，更优选在180-220℃范围。上述方法(ⅱ)的温度优选在170-230℃范围，而且上述方法(ⅲ)中的在170-230℃范围。当热空气温度低于上列各温度范围的下限值时，有时不能获得重量轻的发泡橡胶；而当其高于上限值时，有时获得平均泡腔直径过大的发泡橡胶。平均泡腔直径过大的发泡橡胶表面不光滑，并且外观和密封性能差。
使用橡胶工业领域常规使用的公知捏和机，例如班伯里密练机、捏和机、各种密闭式混合机、捏和-挤压机以及开口辊(open roll)，可制备含上述橡胶和上述发泡剂的组合物。
用门尼粘度计测定含橡胶和发泡剂组合物的门尼粘度(ML1+4,100℃)，其范围优选在30-160。当门尼粘度低于30时，有时得到平均泡腔直径过大的发泡橡胶；而当它超过160时，有时，组合物的可塑性不良。
用于制造本发明发泡橡胶的橡胶和发泡剂能和橡胶工业中常规的添加剂结合使用。这些添加剂可为，例如增强剂如碳黑；柔软剂，如加工油；增量剂如无机填料；热固性加工性改进剂如液体聚丁二烯橡胶和液体异戊二烯橡胶；各种加工助剂和增粘剂；硫化剂如硫和有机过氧化物；硫化加速助剂；硫化延迟剂如邻苯二甲酸酐；乙烯类树脂如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)，乙烯-丙烯酸共聚物树脂以及乙烯-α-烯烃共聚物树脂。为了增强本发明的效果，优选使用乙烯类树脂。
本发明的发泡橡胶能广泛用作汽车边饰材料、例如汽车门及行李箱(trunks)的密封材料，建筑材料及各种其它工业品。
本发明的复合材料是一种如图1所示，包括相互结合成整体的发泡橡胶和刚体的复合材料。在生产供制造复合材料用的发泡橡胶的情形中，发泡橡胶中如橡胶和发泡剂这样的组分，并优选与下式(1)代表的丙烯酸金属盐结合使用，以便增强发泡橡胶与该刚体的粘合性。
其中，R是氢原子或甲基，M是一价、二价或三价的金属原子，x是1-3的整数并且y是0-2的整数。
金属原子M代表一种金属，其可变为一价、二价或三价金属阳离子，并且可以是，例如锂、钠、钾、镁、钙、锶、钡、锰、铁、钴、镍、铜、银、锌和铝。
上述式(1)所代表化合物的实例包括，丙烯酸锌、丙烯酸镁、丙烯酸铝氢氧化物，甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁、甲基丙烯酸铝的氢氧化物，以及它们中两者或更多者的混合。
上述式(1)所代表化合物的用量范围，相对100重量份橡胶例如乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶从0.1-50重量份，优选从1-10重量份。当该量小于0.1重量份，有时该发泡橡胶和该刚体间的粘合力不足；而当该量超过50重量份，所得发泡橡胶的机械性能有时会不良。
为了增强发泡橡胶和刚体之间的粘着力，可将该橡胶组合物与诸如间苯二酚树脂；通过让六亚甲基四胺、间苯二酚和甲醛反应获得的树脂；以及羟甲基蜜胺树脂的树脂合并。
不具体限定本发明所用刚体的种类。该刚体可为，例如，选自金属和金属合金构成一组的刚体，如铁、钢、铸铁、铝、镁、铜、锡、镍、金、银和不锈合金；一种或多种所述金属和合金与一种或多种其它物质的复合材料；诸如聚醚酮的工程塑料；一种或多种所述工程塑料与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料；结晶树脂，诸如聚酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯；一种或多种所述结晶树脂与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料；玻璃化转变温度为80℃或更高的非晶树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸酯和聚苯乙烯；以及一种或多种所述非晶树脂与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料。
不特别限定本发明复合材料的制造方法。其可为，例如包含以下步骤的方法(1)将包含100重量份橡胶和4-15重量份分解温度为170℃或更高发泡剂的混合物共混，以便获得一种组合物，(2)使该组合物和一刚体彼此整体粘合，以便获得粘合的产品，并且(3)加热该粘合产品，以引起该组合物发泡并硫化，从而获得一种复合材料。
在上述步骤(2)中，该组合物和该刚体能被整体结合，例如，通过以下方法(ⅰ)、(ⅱ)或(ⅲ)(ⅰ)一种方法，包括把该组合物镶嵌在表面不规则刚体(表面上有凹陷和突起部分)的凹陷部分中，(ⅱ)一种方法，包括把该组合物放入表面上有通孔的刚体的通孔中，以及(ⅲ)当使用由金属制造的刚体时，一种方法，其使用含上式(1)代表化合物的组合物。
使用方法(ⅰ)-(ⅲ)的任何一种，有可能阻止刚体和发泡橡胶之间的滑移，该发泡橡胶可在该组合物发泡和硫化时产生(develop)，并阻止所获得的复合材料随时间流逝而改变尺寸。在方法(ⅰ)和(ⅱ)中，表面不规则性或通孔有防止刚体和该发泡橡胶间滑移及复合材料尺寸改变的锚定效应。方法(ⅲ)中，刚体和发泡橡胶间的粘着力阻止了刚体和发泡橡胶间的滑移及复合材料的尺寸改变。
本发明所用刚体的杨氏模量(E0)，在23℃时，优选为102-106MPa，更优选为104-106MPa。当杨氏模量小于102MPa时，它倾向于难以阻止刚体和发泡橡胶间的滑移以及制造复合材料时的尺寸改变，并且难以阻止获得的复合材料随时间流逝的尺寸改变。另一方面，当杨氏模量超过106MPa时，所得复合材料的模塑加工趋于困难。
根据本发明的复合材料，同时具有发泡橡胶的上述特征以及任意方向上的出色尺寸稳定性。尤其是，使用金属作为刚体的复合材料可广泛用作汽车零部件如门和行李箱中用到的密封材料，建筑材料以及其它各种工业品。
以下，参照实施例详细描述本发明，但本发明决非仅限于此。
实施例实施例1和2在调节到70℃的BR-型班伯里密炼机中放入60重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 512F,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.出品)，40重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 505,SumitomoChemical Co.,Ltd.出品)，120重量份碳黑(商品名Seast 116,TokaiCarbon Co.,Ltd.出品)，30重量份碳酸钙，75重量份加工油(商品名Sanper 2280,Nippon Sunoil出品)，5重量份氧化锌(硫化加速助剂)和2重量份硬脂酸的混合物，并捏合5分钟，以便获得门尼粘度(ML1+4,100℃)为47的橡胶组合物。
用温度控制在40℃的10英寸开口辊(open roll)捏和全量的橡胶组合物，1.5重量份二丁基二硫代氨基甲酸锌，0.5重量份二硫化四甲基秋兰姆，0.5重量份二乙基二硫代氨基甲酸碲，1.5重量份巯基苯并噻唑，7重量份消泡剂(商品名Besta BB,Inoue Sekkai出品)，1.5重量份硫和10重量份偶氮二酰胺(ADCA，发泡剂)，然后，切断成带状以便获得带状未硫化橡胶组合物。
经直径45毫米的排气型挤压机(Nakada Zoki出品)挤出该带状未硫化橡胶组合物，以便获得2毫米厚且20毫米宽的板状未硫化橡胶组合物。
将该板状未硫化橡胶组合物在设为200℃的热空气烘箱中加热8分钟以便引起发泡和硫化(实施例1情形下)，或在设为180℃的玻璃珠流化床中加热5分钟以便引起发泡和硫化(实施例2情形下)，从而获得硫化发泡橡胶。
按照JIS-K-6250(1993)测定这样获得的发泡橡胶的物理性能。所得结果列于表1。
实施例3重复实施例1中同样的工序，不同的是用二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)代替偶氮二酰胺，并且将热空气烘箱中的加热时间(8分钟)改为5分钟，以获得硫化发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表1中列出所得结果。
实施例4重复实施例1中同样的工序，不同的是用苯乙烯-丁二烯橡胶(商品名Sumitomo SBR #1502,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.出品)代替EPDM，热空气烘箱中的加热温度由200℃改为240℃并且热空气烘箱中的加热时间(8分钟)改成7分钟，以获得硫化发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表1中列出所得结果。
实施例5重复实施例1中同样的工序，不同的是将偶氮二酰胺的量(10重量份)改为7重量份，热空气烘箱中的加热温度(200℃)改为240℃并且热空气烘箱中的加热时间(8分钟)改成7分钟，以获得硫化发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表1中列出所得结果。
实施例6在调节到70℃的BR-型班伯里密炼机中放入50重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 582F,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.出品)，50重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 553,SumitomoChemical Co.,Ltd.出品)，150重量份碳黑(商品名Asahi 60G,AsahiCarbon出品)，100重量份加工油(商品名DIANA PS430,Idemitsu KosanCo.,Ltd.,出品)，5重量份配合氧化锌(硫化加速助剂)(商品名METHAZ102,Inoue Sekkai出品)，1重量份硬脂酸，1重量份数均分子量4000聚乙二醇(Sanyo Chemical Industries,Ltd.出品)，1.5重量份烷基酚甲醛树脂(商品名HITANOL,Hitachi Chemical Co.,Ltd.,出品)和25重量份低密度聚乙烯(LDPE)(商品名Sumikathene G804,SumitomoChemical Co.,Ltd.出品)的混合物，并捏合5分钟，以便获得门尼粘度(ML1+4,100℃)为40的橡胶组合物。
用温度控制在40℃的10英寸开口辊(open roll)捏和全量的橡胶组合物，1.0重量份二丁基二硫代氨基甲酸锌，0.3重量份二硫化四甲基秋兰姆，0.2重量份二乙基二硫代氨基甲酸碲，1.2重量份巯基苯并噻唑，7重量份消泡剂(商品名BESTA 18,Inoue Sekkai出品)，1.2重量份硫和5重量份偶氮二酰胺(ADCA，发泡剂)，然后，切断成带状以便获得带状未硫化橡胶组合物。
经直径45毫米的排气型挤压机(Nakada Zoki出品)挤出该带状未硫化橡胶组合物，以便获得2毫米厚且20毫米宽的板状未硫化橡胶组合物。
将该板状未硫化橡胶组合物在设为200℃的热空气烘箱中加热10分钟，以便引起发泡和硫化，从而获得硫化发泡橡胶。
按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表1中列出所得结果。
对比例1重复实施例1中同样的工序，不同的是，用5重量份偶氮二酰胺(ADCA)和1重量份尿素(发泡剂)的混合物代替10重量份偶氮二酰胺(ADCA)，以获得硫化发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表2中列出所得结果。
对比例2重复实施例1中同样的工序，不同的是，用7重量份二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)和0.5重量份尿素的混合物代替10重量份偶氮二酰胺(ADCA)，以获得硫化发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定发泡橡胶的物理性能。在表2中列出所得结果。
对比例3重复实施例1中同样的工序，不同的是，未用10重量份偶氮二酰胺(ADCA)，以获得硫化、未发泡橡胶。按实施例1中同样方式测定该未发泡橡胶的物理性能。在表2中列出所得结果。
实施例7在调节到70℃的BR-型班伯里密炼机中放入60重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 512F,Sumitomo Chemical Co.,Ltd.出品)，40重量份乙烯-丙烯-5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物橡胶(EPDM)(商品名Esprene 505,SumitomoChemical Co.,Ltd.出品)，120重量份碳黑(商品名SEAST G116 TokaiCarbon出品)，30重量份碳酸钙，75重量份加工油(商品名PS 430Idemitsu Kosan Co.,Ltd.,出品)，5重量份氧化锌(硫化加速助剂)和2重量份硬脂酸的混合物，并捏合5分钟，以便获得橡胶组合物。
用温度控制在40℃的10英寸开口辊(open roll)捏和全量的橡胶组合物，2.0重量份二丁基二硫代氨基甲酸锌，0.5重量份二硫化四甲基秋兰姆，0.5重量份二乙基二硫代氨基甲酸碲，1.5重量份巯基苯并噻唑，7重量份消泡剂(商品名BESTAPP,Inoue Sekkai出品)，1.5重量份硫和10重量份偶氮二酰胺(ADCA，发泡剂)，以便获得一种未硫化、未发泡的橡胶组合物。
将有如图1所示孔的铁片(刚体)插入如上获得的未硫化、未发泡橡胶组合物中，以便获得一种结合产品，其含相互结合成整体的橡胶组合物和铁片。所用铁片是0.5毫米厚、15毫米宽和150毫米长并且杨氏模量(E0)为2×105MPa的铁片(SS 41)。
将该结合产品压模，以便其厚2毫米、宽20毫米和长150毫米，并且在设定为185℃的热空气烘箱中加热所得模塑体4分钟，以使该结合产品中的橡胶组合物发泡和硫化，由此，获得一种复合材料。按照JIS-K-6250(1993)测定该复合材料中发泡橡胶的物理性能。另外，测定热空气烘箱中处理所引起长度方向上的尺寸改变，即[复合材料长度(毫米)-150]×100/150。在表3中列出所得的结果。表3中显示的硬度是指用弹力(spring)型硬度试验仪，硬度计A型(JIS-K-6253-1997)测定的硬度。
对比例4重复实施例7中同样的工序，以便获得发泡橡胶，不同的是不使用铁片。即，将实施例7中获得的未硫化未发泡橡胶切断成带状，然后将该带经直径45毫米的排气型挤压机(Nakada Zoki出品)挤出，以便获得2毫米厚、20毫米宽且150毫米长的板状未硫化未发泡橡胶组合物。在温度设定为185℃的热空气烘箱中，加热该板状未硫化、未发泡橡胶组合物4分钟，以使该橡胶组合物发泡并硫化，从而获得发泡橡胶。以和实施例7中同样的方式测定该发泡橡胶的物理性能和尺寸改变。所得结果列于表3。
表1
表2
表权利要求
1．一种发泡橡胶，其平均泡腔直径为1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100，并且密度为0.7-1.1千克/升。
2．根据权利要求1的发泡橡胶，其中该发泡橡胶含发泡的乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶。
3．一种发泡橡胶的制法，其步骤包括(1)将包含100重量份橡胶和4-15重量份分解温度为170℃或更高的发泡剂的混合物共混，以便获得一种组合物，(2)用连续模塑设备连续模塑步骤(1)中获得的组合物，以便获得模塑体，并且(3)连续加热步骤(2)中获得的模塑体，以致其硫化并发泡，从而获得一种发泡橡胶，其平均泡腔直径1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100并且密度为0.7-1.1千克/升。
4．根据权利要求3的发泡橡胶制法，其中用于步骤(1)的橡胶为乙烯-α-烯烃-非共轭二烯烃共聚物橡胶。
5．根据权利要求3的发泡橡胶制法，其中步骤(1)所得组合物的门尼粘度(ML1+4,100℃)为30-160。
6．根据权利要求3的发泡橡胶制法，其中步骤(1)所用发泡剂选自偶氮二酰胺和二亚硝基五亚甲基四胺中的至少一种。
7．根据权利要求3的发泡橡胶制法，其中步骤(3)中引起硫化和发泡的连续加热通过选自以下一组的方法进行(ⅰ)在热空气烘箱中连续加热而引起硫化和发泡的方法，(ⅱ)在玻璃珠流化床中连续加热而引起硫化和发泡的方法，(ⅲ)在熔融盐浴中连续加热而引起硫化和发泡的方法，以及(ⅳ)用加热设备连续加热的方法，该设备在上述方法(ⅰ)-(ⅲ)上游和/或下游用高频加热装置另外提供。
8．一种包含相互结合成整体的发泡橡胶和刚体的复合材料，该发泡橡胶的平均泡腔直径为1-150微米，按照JIS-K-6301测定的硬度为30-100，并且密度为0.7-1.1千克/升。
9．根据权利要求8的复合材料，其中该刚体的杨氏模量(E0)为102-106Mpa。
10．根据权利要求8的复合材料，其中该刚体选自由下列材料组成的一组金属和金属合金，是铁、钢、铸铁、铝、镁、铜、锡、镍、金、银和不锈合金；一种或多种所述金属和金属合金与一种或多种其它物质的复合材料；工程塑料，为聚醚酮；所述工程塑料与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料；结晶树脂，它们是聚酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯；一种或多种所述结晶树脂与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料；玻璃化转变温度为80℃或更高的非晶树脂，它们是聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸酯和聚苯乙烯；以及一种或多种所述非晶树脂与一种或多种纤维、织物或非织造织物的复合材料。
全文摘要
一种发泡橡胶，可得自包括以下步骤的一种方法(1)将100重量份橡胶和4－15重量份分解温度为170℃或更高的发泡剂共混，以便获得一种组合物，(2)用连续模塑设备连续模塑组合物，以便获得模塑体，并且(3)连续加热模塑体，以致其硫化并发泡，从而获得一种发泡橡胶，其平均泡腔直径1－150微米，按照JIS－K－6301测定的硬度为30－100并且密度为0.7－1.1千克/升，该发泡橡胶重量轻并且具有与实心橡胶可比的高硬度，强度高且表面光滑。
文档编号C08J9/10GK1316453SQ0110468
公开日2001年10月10日 申请日期2001年2月21日 优先权日2000年2月21日
发明者小柴淳一, 佐佐龙生 申请人:住友化学工业株式会社