能隔绝超声波的防腐橡胶的制作方法

文档序号:14239797阅读:2087来源:国知局

本案涉及高分子材料领域,特别涉及一种能隔绝超声波的防腐橡胶。



背景技术:

随着科技的发展和人们生活水平的提高,超声波的运用越来越普遍,无论是在实验室、医院、厂矿,还是在厨房、清洗间都有超声波在发挥着重要作用。超声波在给人们带来便利的同时,也造成了一定的超声波污染。

低剂量超声是潜在的致癌与致畸形因素,而且不同频率、不同声强对不同个体有一定危害。因为超声波对固体和液体都有很强的穿透本领,能量较大时可以使物质微粒作高频振动,部分能量还可以转变为热能,使局部温度升高。高强度的脉冲超声波在含有微米级小气泡的液体中传播时,可导致气泡收缩、膨胀以至猛烈爆炸,出现“空化现象”,会对人体内脏造成一定的伤害;超声波所引发的次谐波在足够大的声强下,仍能对听力造成损害。曾经在美国驻古巴大使馆发生的超声波攻击事件,证明了超声波能够对人的健康造成伤害。此外,超声波对孕妇和胎儿的影响也在研究当中,目前尚无定论。

橡胶作为带有超声功能的设备中常用的密封和夹层材料,起着重要作用。



技术实现要素:

针对上述技术问题,本案公开了一种能隔绝超声波的防腐橡胶,包括:氟橡胶40-45wt%、硫化剂2-3wt%、玻璃纤维2-3wt%、碳化钨粉5-8wt%、改性空心玻璃微珠15-20wt%、云母粉10-15wt%、乙烯基硅树脂10-15wt%、防老剂2-3wt%和增塑剂2-3wt%。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述氟橡胶选自偏二氟乙烯、六氟丙烯的共聚物,偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯的共聚物,四氟乙烯、丙烯的共聚物,四氟乙烯、丙烯、偏二氟乙烯的共聚物中的一种。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述硫化剂为二胺类硫化剂或二羟基化合物硫化剂。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述乙烯基硅树脂为乙烯基mq硅树脂或液体乙烯基硅树脂。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述碳化钨粉是wc-12或wc-13级的碳化钨粉。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述改性空心玻璃微珠的粒径小于0.3mm。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述改性空心玻璃微珠是经氧化石墨烯改性的空心玻璃微珠。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述经氧化石墨烯改性的空心玻璃微珠是通过将空心玻璃微珠在3.0-3.5mg/ml的氧化石墨烯悬浮液中浸提5-10min,然后在100-120℃条件下烘干而得到的。

优选的,所述的能隔绝超声波的防腐橡胶,其中:所述防老剂和增塑剂为氟橡胶常用助剂。

本发明至少包括以下有益效果:

本发明的能隔绝超声波的防腐橡胶通过优化橡胶体系结构,对橡胶组分进行一定的精选、改性和配比,使本发明的能隔绝超声波的防腐橡胶不仅有着良好的防腐性、耐磨性和密封性,同时具备优异的超声波吸收性能,适合于作为带有超声功能装置的衬板、外包层、密封圈材料。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

采用hummers法制备氧化石墨烯,将4l的98%浓硫酸冷却至0℃,加入20g石墨烯、10g硝酸钠和6g高锰酸钾,0℃水浴中磁力搅拌5小时,升温至35℃,反应30min,加去离子水1l,迅速升温至98℃,保持15min,停止加热,用40℃去离子水定容至10l,加入1l30%双氧水和7l5%盐酸酸洗,磁力搅拌5min,离心洗涤(7000r/min离心10min后去掉上清液,搅拌1min,加去离子水再7000r/min离心10min,如此重复3次或更多)至ph为接近中性得到氧化石墨,超声2h,使其充分剥离,制得氧化石墨烯悬浮液。

将空心玻璃微珠在3.0mg/ml的氧化石墨烯悬浮液中浸提5min,然后在120℃条件下烘干,得到经氧化石墨烯改性的空心玻璃微珠。

将塑炼后的氟橡胶40wt%和硫化剂3wt%、防老剂3wt%、增塑剂2wt%混合,进行初步混炼,再依次加入云母粉10wt%、玻璃纤维2wt%、碳化钨粉8wt%、改性空心玻璃微珠20wt%和乙烯基硅树脂12wt%进行混炼,得到混炼胶料,其中,混炼过程中的加工温度为100-110℃(密炼机排料温度)。将所得的混炼胶料进行过滤,除去其中含有的杂质,然后使用冷喂料压出机通压出成型制得能隔绝超声波的防腐橡胶板,其中,冷喂料压出机的参数为:进料口温度为40~50℃、优选40℃,机筒温度为45~55℃、优选45℃,口型温度为50~65℃、优选60℃。

所述氟橡胶为四氟乙烯、丙烯、偏二氟乙烯的共聚物。

所述硫化剂为hmdc-70/aem。

六亚甲基氨基甲酸二胺硫化剂。

所述乙烯基硅树脂为乙烯基mq硅树脂。

所述碳化钨粉是wc-13级的碳化钨粉。

所述改性空心玻璃微珠选用粒径0.2-0.3mm的空心玻璃微珠。

优选氟橡胶作为基料,因其密度大,防腐耐磨性好,对超声波对其的穿透性差。

二胺类硫化剂或二羟基化合物硫化剂的加入增加了橡胶的塑性和弹性。

经氧化石墨烯改性的空心玻璃微珠的加入,大大提高了能隔绝超声波的防腐橡胶对高频音波的吸收效果,同时也可以增加橡胶的耐磨性。

加入碳化钨粉,因其高密度和碳化钨分子的六方晶体结构有利于隔绝超声波。

加入玻璃纤维,起到辅助的削弱和吸收高频音波的作用。

加入乙烯基硅树脂,可提高能隔绝超声波的防腐橡胶的防腐和抗老化效果。

实施例2

采用hummers法制备氧化石墨烯,将4l的98%浓硫酸冷却至0℃,加入20g石墨烯、10g硝酸钠和6g高锰酸钾,0℃水浴中磁力搅拌5小时,升温至35℃,反应30min,加去离子水1l,迅速升温至98℃,保持15min,停止加热,用40℃去离子水定容至10l,加入1l30%双氧水和7l5%盐酸酸洗,磁力搅拌5min,离心洗涤(7000r/min离心10min后去掉上清液,搅拌1min,加去离子水再7000r/min离心10min,如此重复3次或更多)至ph为接近中性得到氧化石墨,超声2h,使其充分剥离,制得氧化石墨烯悬浮液。

将空心玻璃微珠在3.5mg/ml的氧化石墨烯悬浮液中浸提5min,然后在120℃条件下烘干,得到经氧化石墨烯改性的空心玻璃微珠。

将塑炼后的氟橡胶45wt%和硫化剂2wt%、防老剂2wt%、增塑剂2wt%混合,进行初步混炼,再依次加入云母粉10wt%、玻璃纤维2wt%、碳化钨粉10wt%、改性空心玻璃微珠15wt%和乙烯基硅树脂12wt%进行混炼,得到混炼胶料,其中,混炼过程中的加工温度为100-110℃(密炼机排料温度)。将所得的混炼胶料进行过滤,除去其中含有的杂质,然后使用冷喂料压出机通压出成型制得能隔绝超声波的防腐橡胶板,其中,冷喂料压出机的参数为:进料口温度为50℃,机筒温度为45℃,口型温度为60℃。

所述氟橡胶为偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯的共聚物。

所述硫化剂为hmdc-70/aem。

六亚甲基氨基甲酸二胺硫化剂。

所述乙烯基硅树脂为乙烯基mq硅树脂。

所述碳化钨粉是wc-12级的碳化钨粉。

所述改性空心玻璃微珠选用粒径0.1-0.2mm的空心玻璃微珠。

对比例1

采用宁波新芝sb-800dtd超声波清洗机作为测试对象,该超声波清洗机可发出15khz、40khz两种超声频率,室温26度时,选择15khz频率时的实际工作频率为15.1khz,选择40khz频率时的实际工作频率为40.9khz。

以实施例1、2所得橡胶板和市售圣辉牌sh2016872型橡胶板作对比,三种橡胶板厚度均为5mm。

将实施例1、2所得橡胶板和市售圣辉牌sh2016872型丁基橡胶板(以下简称丁基橡胶板)分别对超声波清洗机除盖板外作外表面包覆处理,对其盖板作全包覆处理。

将经过包覆处理的超声波清洗机分别在15khz、40khz工作条件下进行对比测试,所用测量仪器为超声波声强测量仪yp0511a,所得测试数据如下:

由此可见,与普通橡胶相比,本发明的能隔绝超声波的防腐橡胶具有明显的削弱超声波声强的效果。

对比例2

在实施例1的基础上,对本发明的超声器专用吸音防腐橡组分采用单一变量法:

不添加经氧化石墨烯改性的空心玻璃微,得到橡胶a

添加25wt%的经氧化石墨烯改性的空心玻璃微,得到橡胶b

添加10wt%未经氧化石墨烯改性的空心玻璃微,得到橡胶c

添加20wt%未经氧化石墨烯改性的空心玻璃微,得到橡胶d

不添加碳化钨粉,得到橡胶e

添加20wt%的碳化钨粉,得到橡胶f

不添加玻璃纤维,得到橡胶g

添加10wt%的玻璃纤维,得到橡胶h

将所得橡胶a、b、c、d、e、f、g、h制成5mm的橡胶板,采用对比例1中的方法进行测试,所得数据如下:

由以上数据可得,在考虑到成本和整体材料性能的情况下,本发明所公开的组分含量配比为较优选择。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。

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