[发明专利]高压缩载荷保持率天然橡胶海绵及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然橡胶海绵及其制备方法，具体涉及配合了纳米二氧化硅粉末的高压缩载荷保持率天然橡胶海绵及其制备方法。

背景技术

天然橡胶(NR)具有优良的粘合性能、高拉伸强度和抗裂纹增长性能，目前是综合性能最优和应用最广泛的橡胶材料，在橡胶工业中占有独特的地位。天然橡胶海绵(简称海绵)由天然橡胶的连续固相和均匀分散的无数微小气孔的气相组成，由于其多孔特性，在隔热、包装等方面具有广泛的应用。

传统的天然橡胶海绵压缩永久变形大(45℃，压缩量55%时压缩48h大于50%)，在大压缩量时载荷保持率低(<70%)，难以满足精密仪器在大压缩应变和小振幅条件的使用要求。

在上海交通大学硕士学位论文《天然橡胶泡沫材料的制备和结构性能的研制》中作制备的天然橡胶泡沫材料，在压缩1h后的载荷保持率就仅为76%。按HG6-41379《航空用海绵板》制备的HM101和HM102天然海绵橡胶在压缩量为45%、3h的载荷保持率仅为65%，其45℃×48h的压缩永久变形高达50%以上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高载荷保持率的天然橡胶海绵，本发明要解决的另一技术问题是提供一种高载荷保持率天然橡胶海绵的制备方法。

本发明的一种高载荷保持率的天然橡胶海绵，按重量百分比主要由以下组分组成：

本发明的天然橡胶为杂质含量不超过0.05%的1级生胶。

本发明的二氧化硅粉末为气相法白炭黑，其比表面积（BET法）不低于150m²/g。

本发明的软化剂为凡士林，相对密度0.88～0.89、pH值6～9。

本发明的防老剂包括2,2,4-1,2-二氢化喹啉聚合体、6-乙氧基-2,2,4-1,2-二氢化喹啉聚合体和2-巯基苯并咪唑中的一种或几种复配。

本发明的有机发泡剂为N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺，其相对密度为1.4～1.45，100%通过120目筛。

本发明的硫化剂为升华硫磺，熔点为110℃～113℃。

本发明的硫化促进剂包括二硫化四甲基秋兰姆、二硫化二甲基二苯基秋兰姆、二硫化二苯并噻唑和2-(2,4-二硝基苯基硫代)苯并噻唑中的一种或几种复配。

本发明的高载荷保持率天然橡胶海绵制备方法，依照以下步骤进行：

a.将天然橡胶在开炼机上进行薄通塑炼，得到塑炼胶；

b.将塑炼胶与二氧化硅粉末、软化剂和防老剂在开炼机或密炼机中分散均匀，得到预混炼胶；

c.再将有机发泡剂、硫化剂和硫化促进剂在开炼机上加入混炼胶中，并分散均匀，得到混炼胶；

d.将除去气泡的胶料放入模腔，在100℃～200℃的高温和压力（1MPa～15MPa）条件下进行硫化和发泡，一定时间后即得到天然橡胶海绵。

本发明通过配合了杂质含量不超过0.05%的绉片天然橡胶、比表面积（BET法）为150m²/g以上的二氧化硅、相对密度0.88～0.89的凡士林、喹啉类和咪唑类防老剂的混合物、有机发泡剂和熔点为110℃～113℃的硫磺，在高温和必要的压力下进行交联或硫化和发泡，可以得到高载荷保持率天然橡胶海绵。采用模压成型方法，可获得外观良好、内部泡孔均匀一致、密度0.3g/cm³～0.6g/cm³、压缩恢复率大于95%、45℃下压缩量为55%时压缩48h后的永久变形小于20%、大压缩变形下(45%)3h压缩载荷保持率大于80%的高载荷保持率天然橡胶海绵。

具体实施方式

下面对本发明的配方各组分的作用、组成进行详细论述。

成分（A）

成分（A）天然橡胶的特征为：是一种以异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，分子量分布3万～3000万之间，平均分子量在100万～300万。天然橡胶是高载荷保持率天然橡胶海绵的聚合物基体材料，其平均组成如下通式（I）所示。

-(C5H8)n-              （I）

（式中，n是10000以上的正整数。）

成分（A）天然橡胶的含量为55%～75％，优选为55%～65%。

成分（B）