專利名稱：高性能潛水服用橡膠海綿及其生產(chǎn)方法
高性能潛水服用橡膠海綿及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種高性能潛水服用橡膠海綿及 其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
潛水服是休閑潛水、各種水上運動服裝的首選，同時也為大多水溫較高的工程潛 水所應(yīng)用。潛水服在水中有保持體溫、保護(hù)和浮力三大作用，一般可分為干式和濕式兩種。 干式潛水服保養(yǎng)麻煩、價格較貴、使用較為困難，必須接受培訓(xùn)后才可使用，用于寒冷地帶 的潛水。一般的休閑潛水都是濕式潛服，這種潛水服由橡膠海綿和尼龍布貼合而成。目前 市場上所應(yīng)用的發(fā)泡海綿往往存在抗撕裂性能差，伸長率低等缺點，在潛水中很容易被割 破，而且彈性小，柔軟性較差，以致潛水服不能合身貼于皮膚，對潛水人員的四肢動作產(chǎn)生 限制。另外隨著海洋事業(yè)的迅速發(fā)展，深度潛水越來越多，很多潛水愛好者也喜歡潛到更深 的海洋探索海洋的神秘；海綿材料力學(xué)性能低，不能承受較大的靜水壓力，起不到保暖和保 護(hù)的作用。中國專利公開號CN1733998A涉及一種高彈性潛水服布料的加工方法，其特征在 于包括如下兩個步驟，⑴加工高彈性潛水服布料，⑵將步驟一⑴的高彈性潛水服布 料進(jìn)行人造纖維海綿層壓；與傳統(tǒng)單向低彈性潛水服布料相比較，本發(fā)明所述高彈性潛水 服布料彈性更高，能提高潛水服的舒適度、柔軟性、伸長率；其主要通過編織方式、纖度等 對海綿上貼合的布料的彈性進(jìn)行了改進(jìn)，而沒有涉及海綿本身的性能。中國專利公開號 CN101633753A涉及一種氯丁橡膠閉孔發(fā)泡材料及其加工方法，采用氯丁橡膠制得了柔軟度 良好，阻燃，耐酸堿、環(huán)保的閉孔發(fā)泡材料，但其力學(xué)性能較低，而且生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率 較低，不能滿足高性能潛水服用橡膠海綿的要求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高性能潛水服用橡膠海綿及其
生產(chǎn)方法。本發(fā)明的構(gòu)思為海綿以氯丁橡膠為基體材料，通過添加填充劑、增塑劑、防老劑、 硫化體系及發(fā)泡體系制得，其配方質(zhì)量組成為氯丁橡膠100份，填充劑30 70份，增塑劑 20 60份，防老劑0. 5 2份，硫化體系6 18份，發(fā)泡體系5 20份；該海綿通過兩段 混煉法混合，得到分散均勻的混煉膠；然后分別在120 160°C下進(jìn)行10 30分鐘的一次 硫化發(fā)泡成型，和120 180°C的溫度下二次深度硫化成型。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的—種高性能潛水服用橡膠海綿，以具有自補強性和高耐老化性能的氯丁橡膠作為 發(fā)泡基材，添加填充劑、增塑劑、防老劑、硫化體系和發(fā)泡體系，其特征在于，其配方質(zhì)量組 成為(a)氯丁橡膠為100份；(b)填充劑為30 70份；(c)增塑劑為20 60份；(d)防 老劑為0. 5 2份，硫化體系為6 18份；(e)發(fā)泡體系為5 20份；
本發(fā)明所使用的氯丁橡膠為在催化劑作用下，由氯丁二烯單體經(jīng)乳液聚合反應(yīng)制 成的硫磺調(diào)節(jié)的低結(jié)晶速度的彈性體；本發(fā)明所使用的填充劑為30 70份的炭黑或碳酸鈣或滑石粉或陶土或白炭黑； 炭黑為補強性填充劑，可改善橡膠加工性能及提高制品的力學(xué)性能；一般在發(fā)泡橡膠中合 理的分?jǐn)?shù)為5 12份；為了降低成本并獲得所要達(dá)到的加工性能，可采用多種填料并用，其 中碳酸鈣和陶土可提高橡膠的撕裂性能和改善加工中的粘輥現(xiàn)象；本發(fā)明中為了使各種粉料得到均勻的分散，增塑體系采用固液配合的方法，液體 油采用芳香烴油類和克拉瑪依環(huán)烷烴油；固體采用油膏及蠟；為了調(diào)節(jié)各種填料分散性和 混煉膠的加工性能，應(yīng)控制增塑劑總的用量在20 60之間；本發(fā)明所使用的硫化體系為金屬氧化物硫化體系；其中含有2 7份氧化鎂，4 8份氧化鋅，0 2份硫化促進(jìn)劑N，N’ - 二乙基硫脲或亞乙基硫脲；本發(fā)明所使用的發(fā)泡體系中的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺(AC)和二苯磺酰胼醚；AC 分解溫度比較高，應(yīng)添加適當(dāng)份數(shù)的發(fā)泡助劑，降低分解溫度；配方中選用的發(fā)泡助劑為硬 脂酸或聚乙二醇或氧化鋅或碳酸鋅，份數(shù)在0 4份之間；另外本發(fā)明選擇一種或者兩種發(fā) 泡劑進(jìn)行匹配，控制發(fā)泡劑合適的分?jǐn)?shù)在1 15份之間；本發(fā)明在混煉膠加工過程中還加入了防老劑來及活性劑改善材料的加工性能和 提高發(fā)泡材料的使用性能；所述的防老劑是0.5 2份4，4' 一二辛基二苯胺(防0DA)或 2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉(防RD)。一種高性能潛水服用橡膠海綿的生產(chǎn)方法，其具體步驟為混煉膠采用兩次混煉 法加工，然后在平板硫化機上進(jìn)行二次硫化發(fā)泡制得橡膠海綿；所述的混煉方法是分別進(jìn)行密煉和開煉，其具體步驟為第一步往密煉機中分 別投入炭黑、粉料、增塑劑、防老劑、發(fā)泡助劑、氧化鎂攪拌一分鐘，然后投入部分氯丁橡膠， 密煉室溫度控制在90°C以下，密煉機加壓蓋壓力控制在0. 5 IMpa，混煉15 20分鐘后， 翻倒出料得到初步混煉膠；調(diào)節(jié)開煉機兩個輥筒間距至0 1mm，將初步混煉膠在開煉機上 薄通4 7次下料；第二步在密煉機中依次添加環(huán)烷烴橡膠油、發(fā)泡劑、氧化鋅、輕質(zhì)碳酸 鈣、第一步中的初步混煉膠、剩余氯丁橡膠混煉2分鐘，然后加入陶土，當(dāng)混煉時間到第7分 鐘時，加入硫化促進(jìn)劑，繼續(xù)混煉8分鐘后，翻轉(zhuǎn)密煉室倒出混煉膠；再次調(diào)節(jié)開煉機兩輥 筒間距至0 1_，薄通3 6次，調(diào)節(jié)兩輥筒間距在3 6mm壓延出片；模具的填充系數(shù)在0. 3 0. 95之間，模具內(nèi)壓力在3 20MPA之間，一次發(fā)泡后 其發(fā)泡倍率在50 200%之間，二次硫化發(fā)泡后其發(fā)泡倍率在300 600%之間；模具形狀 為上下面的長寬比為1 1.2 1 3之間，上下面之間的傾斜角度為30 89度之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是采用兩步混煉工藝，得到了分散良好的混煉膠。然后采用兩步模壓硫化發(fā)泡法，制 得了低收縮，永久變形率小，耐老化的海綿橡膠。該方法制備的試樣拉伸強度> IMpa，撕裂 強度高于3. 2N/mm，伸長率在500%以上。本發(fā)明的海綿材料強度高，彈性好，伸長率可達(dá)500%以上，表面柔軟光滑，耐老化 性能強，可替代進(jìn)口產(chǎn)品用于制備高性能潛水服。

圖1開發(fā)試樣老化5d SEM泡孔結(jié)構(gòu)照片；圖2開發(fā)試樣老化9d SEM泡孔結(jié)構(gòu)照片；圖3韓國試樣老化5d SEM泡孔結(jié)構(gòu)照片；圖4韓國試樣老化9d SEM泡孔結(jié)構(gòu)照片；
具體實施方式
以下提供本發(fā)明一種高性能潛水服用橡膠海綿及其生產(chǎn)方法的具體實施方式
。以下實施例中所使用的原料及牌號為氯丁橡膠；半補強性炭黑(N774)；輕質(zhì)碳 酸鈣；陶土 ；硬脂酸；氧化鎂；氧化鋅；亞乙基硫脲(嫩-2幻；鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)；克拉 瑪依環(huán)烷烴油；發(fā)泡劑AC(偶氮二甲酰胺，黃色粉末，分解溫度200°C )和OBSH(苯磺酰胼 醚，白色粉末，分解溫度140°C )；防老劑；實施例配方中各原料的配比及試樣性能如表1。表權(quán)利要求
1.一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，以氯丁橡膠作為發(fā)泡基材，添加填充 劑、增塑劑、防老劑、硫化體系和發(fā)泡體系，其配方質(zhì)量組成為(a)氯丁橡膠為100份；(b) 填充劑為30 70份；(c)增塑劑為20 60份；(d)防老劑為0. 5 2份，硫化體系為6 18份；(e)發(fā)泡體系為5 20份；
2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的氯丁橡膠 為在催化劑作用下，由氯丁二烯單體經(jīng)乳液聚合反應(yīng)制成的硫磺調(diào)節(jié)的低結(jié)晶速度的彈性 體。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的填充劑為 30 70份的炭黑或碳酸鈣或滑石粉或陶土或白炭黑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的增塑劑，采 用固液配合的方法，液體采用芳香烴油類和克拉瑪依環(huán)烷烴油，固體采用油膏及 蠟。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的硫化體系 為金屬氧化物硫化體系；其中含有2 7份氧化鎂，4 8份氧化鋅，0 2份硫化促進(jìn)劑N， N’ - 二乙基硫脲或亞乙基硫脲。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的發(fā)泡體系 中的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺和二苯磺酰胼醚。
7.如權(quán)利要求1所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿，其特征在于，所述的防老劑是 0.5 2份4，4' 一二辛基二苯胺(防0DA)或2，2，4-三甲基-1，2-二氫化喹啉。
8.一種高性能潛水服用橡膠海綿的生產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為混煉膠采用 兩次混煉法加工，然后在平板硫化機上進(jìn)行二次硫化發(fā)泡制得橡膠海綿。
9.如權(quán)利要求8所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 的混煉方法是分別進(jìn)行密煉和開煉，其具體步驟為第一步往密煉機中分別投入炭黑、粉 料、增塑劑、防老劑、發(fā)泡助劑、氧化鎂攪拌一分鐘，然后投入部分氯丁橡膠，密煉室溫度控 制在90°C以下，密煉機加壓蓋壓力控制在0. 5 IMpa，混煉15 20分鐘后，翻倒出料得到 初步混煉膠；調(diào)節(jié)開煉機兩個輥筒間距至0 1mm，將初步混煉膠在開煉機上薄通4 7次 下料；第二步在密煉機中依次添加環(huán)烷烴橡膠油、發(fā)泡劑、氧化鋅、輕質(zhì)碳酸鈣、第一步中 的初步混煉膠、剩余氯丁橡膠混煉2分鐘，然后加入陶土，當(dāng)混煉時間到第7分鐘時，加入硫 化促進(jìn)劑，繼續(xù)混煉8分鐘后，翻轉(zhuǎn)密煉室倒出混煉膠；再次調(diào)節(jié)開煉機兩輥筒間距至0 Imm,薄通3 6次，調(diào)節(jié)兩輥筒間距在3 6_壓延出片。
10.如權(quán)利要求8所述的一種高性能潛水服用橡膠海綿的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述 的模具的填充系數(shù)在0. 3 0. 95之間，模具內(nèi)壓力在3 20MPA之間，一次發(fā)泡后其發(fā)泡 倍率在50 200%之間，二次硫化發(fā)泡后其發(fā)泡倍率在300 600%之間；模具形狀為上下 面的長寬比為1 1.2 1 3之間，上下面之間的傾斜角度為30 89度之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能潛水服用橡膠海綿及其生產(chǎn)方法，該海綿以氯丁橡膠為基體材料，通過添加填充劑、增塑劑、防老劑、硫化體系及發(fā)泡體系制得，其配方質(zhì)量組成為氯丁橡膠100份，填充劑30～70份，增塑劑20～60份，防老劑0.5～2份，硫化體系6～18份，發(fā)泡體系5～20份；該海綿通過兩段混煉法混合，得到分散均勻的混煉膠；然后分別在120～160℃下進(jìn)行10～30分鐘的一次硫化發(fā)泡成型，和120～180℃的溫度下二次深度硫化成型。本發(fā)明的優(yōu)點海綿材料強度高，彈性好，伸長率可達(dá)500％以上，表面柔軟光滑，耐老化性能強，可替代進(jìn)口產(chǎn)品用于制備高性能潛水服。
文檔編號B63C11/04GK102070801SQ20101023066
公開日2011年5月25日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者公維光, 劉德宏, 孫建波, 易紅玲, 朱成, 林珩, 武易明, 鄭柏存, 魏婷 申請人:華東理工大學(xué), 揚州動易運動用品有限公司