防護海綿及其製造工藝的製作方法

2023-09-18 23:38:40

專利名稱:防護海綿及其製造工藝的製作方法
本發明涉及硫化橡膠製品或材料及其製造工藝。
在製造橡膠製品的常規硫化工藝中，丁基橡膠不能與其它不飽和度高的橡膠如天然橡膠共混互溶。製造丁基膠料的車間嚴禁一滴天然橡膠混入，否則製品報廢。此外，由於丁基橡膠是以異丁烯為主體的共聚物，它只含少量異戊二烯，並因品種不同而略有差別。有些丁基橡膠的異戊二烯含量大約僅0.5%，即雙鍵特別少。所以硫化速度特別慢，丁基橡膠因其不飽和度較低，需使用高效促進劑，採用高溫或長時間硫化。特別是厚壁製品，因其熱傳導性不好，故需更長的硫化時間，溫度高達170-180℃時硫化仍較慢，並慣用硫磺硫化和樹脂硫化。
本發明旨在從丁基橡膠與天然橡膠不能互溶的禁區走出來，並從降低成本、簡化工藝、上馬快等方面入手，開發一種生產具有優異性能且用途廣泛的防護海綿的新工藝。
本發明針對以上提出的任務對硫化時間、硫化溫度以及配方用料等方面作了如下改進即縮短硫化時間，降低硫化溫度，選用塑料(改性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或高壓聚乙烯)與不飽和度低的丁基橡膠(IIR)和不飽和度高的天然橡膠(NR)並用，使丁基橡膠與天然橡膠發生互溶。根據丁基橡膠的硫化速度和乙烯-醋酸乙烯共聚物的交聯體系，選用過氧化二異丙苯(DCP)作交聯劑。試驗證明過氧化二異丙苯很適應丁基橡膠和天然橡膠，因此而解決了丁基橡膠硫化速度慢的狀況。但是，過氧化二異丙苯分解溫度高達190℃時，對閉孔或微細孔海綿不適宜，對天然橡膠更不利，經多次試驗，確定加大活性劑氧化鋅和硬脂酸用量，使之降低過氧化二異丙苯的分解溫度，使異丁烯與異戊二烯相互交聯成一共同體。在摻入塑料(高壓聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物)後，添加適量三鹽基性硫酸鉛，能使塑料與天然橡膠和丁基橡膠共交聯。總個工藝不用增粘劑、硫磺、樹脂和催化劑，不需二次硫化，不需作停放及收縮等後處理。
本發明實施例實施例用原材料包括乙烯-醋酸乙烯共聚物或高壓聚乙烯、天然橡膠、丁基橡膠、氧化鋅、硬脂酸、過氧化二異丙苯、AC發泡劑和炭酸鈣。
煉膠工藝規程採用容量16-20公斤的XK-400橡膠機;輥距薄通0.5-0.8毫米，投料4-5毫米，出片0.5-0.8毫米。輥溫投料前輥溫90±5℃，後輥溫80±5℃，出片前輥溫80±5℃，後輥溫70±5℃。
工藝要求取天然橡膠和丁基橡膠為分散相各20份，乙烯-醋酸乙烯共聚物為連續相60份，在輥距0.8毫米以下投入邊料成片後再投入生膠。輥溫不得超過90±5℃，時間約6分鐘，放厚4-5毫米加入乙烯-醋酸乙烯共聚物，完全融熔後關閉蒸氣溫度降至80±5℃，時間約5分鐘，然後加入碳酸鈣12份及色料，並任意輕倒，時間4分鐘。加完料後，再加入三鹽基性硫酸鉛1.7份、氧化鋅和硬脂酸各5份，最後加入AC發泡劑8份，時間5分鐘。操作須迅速，全部掃淨下片薄通，輥距為0.5毫米，薄通二次加入餘料，時間為18分鐘，放厚成片，厚度為4-5毫米出片。出片厚度不超過0.8毫米，兩邊應均勻一至，時間10分鐘，裁片整齊，長650毫米，寬380毫米待硫化處理。
硫化工藝採用750×800平板硫化機，將硫化平板壓力保持在130-150Kg/cm2，硫化平板機同頻，柱塞下降速度約大於30毫米/秒，硫化混度控制在150-155℃，硫化時間10-20分鐘。裝膠溶量根據模腔溶量適當增加5%左右，保證不缺膠為宜。
所生產出的海綿，其密度小於0.15克/釐米3、邵氏硬度為12-17度，回彈率大於(以10毫米為厚度的)25%，壓縮變形小於30%，拉伸強度大於58牛頓/釐米2，斷裂伸長率大於120%。
由此可見，與用單一材料製作海綿的工藝相比，本發明的優越性體現在生產成本低、工藝簡單、周期短等幾個方面。並且利用塑料(乙烯-醋酸乙烯共聚物或高壓聚乙烯)作主體原料與丁基橡膠和天然橡膠並用，從而減少了只能用橡膠作主體原料的負擔。在工藝配方設計上，由於採用了過氧化二異丙苯作交聯，降低了硫化溫度、縮短了硫化時間。本發明還利用硬脂酸、氧化鋅和三鹽基性硫酸鉛，使得各種分解溫度降低協調，打破了慣用硫磺硫化和樹脂硫化的規律，從而產生理想的共混性能和互溶性共硫性能。本發明生產出的海綿具有常規法生產的海綿所缺少的優異性能;如比重輕、彈性好、回彈力高、硬度低和變形小，不僅適應防震及隔音材料的製造，而且還適應比賽用拳擊手套及護胸護膝等軍民用防護用品的製造。作配套防護材料時，既可用冷粘方法成型，也可用線縫製成型。總之，通過本發明製造出的海綿具備及其寬廣的應用潛力。
權利要求
1.一種防護海綿，其特徵在於組份中包括丁基橡膠和天然橡膠，與丁基橡膠和天然橡膠並用的改性塑料，用作交聯劑的過氧化二異丙苯，有利於天然橡膠和丁基橡膠與塑料共交聯的三鹽基性硫酸鉛，以及使各種分解溫度降低協調的氧化鋅和硬脂酸，該組份比為塑料 30-70份丁基橡膠 15-35份天然橡膠 15-35份氧化鋅 5-8份硬脂酸 5-8份過氧化二異丙苯 1.2份三鹽基性硫酸鉛 1.7份AC發泡劑 5-8份碳酸鈣 10-18份。
2.據權利要求
1所述的防護海綿，其特徵在於所述的塑料既可為乙烯-醋酸乙烯共聚物，又可為高壓聚乙烯。
3.據權利要求
1所述的防護海綿，其特徵在於塑料的最佳比例為60份。
4.據權利要求
1所述的防護海綿，其特徵在於丁基橡膠和天然橡膠的最佳比例各為20份。
5.據權利要求
1所述的防護海綿，其特徵在於AC發泡劑最佳用量為8份。
6.據權利要求
1所述的防護海綿，其特徵在於碳酸鈣最佳用量為12份。
7.一種製造防護海綿的工藝，其特徵在於包括丁基橡膠與天然橡膠的互溶工序;該工序所採用的與上述兩種橡膠並用的改性物質是塑料，該工藝主要流程包括煉膠和硫化。
8.據權利要求
7所述的工藝，其特徵在於煉膠條件為設備 XK-400橡膠機(容量16-20公斤)薄通 0.5-0.8毫米投料 4-5毫米出片 0.5-0.8毫米投料前輥溫 90±5℃投料後輥溫 80±5℃出片前輥溫 80±5℃出片後輥溫 70±5℃時間 45-48分鐘
9.據權利要求
7所述的工藝，其特徵在於硫化條件為硫化平板壓力 130-150kg/cm2(同頻)柱塞下降速度約大於 30毫米/秒硫化溫度 150-155℃硫化時間 10-20分鐘
10.據權利要求
9所述的工藝，其特徵在於硫化條件中最佳硫化溫度為151℃。
11.據權利要求
9所述的工藝，其特徵在於硫化條件中最佳硫化時間為15分鐘。
專利摘要
防護海綿及其製造工藝涉及硫化橡膠製品或材料及其製造工藝，系由丁基橡膠、天然橡膠和塑料為主體原料，並添加過氧化二異丙苯，在加大活性劑氧化鋅和硬脂酸用量後，各種分解溫度降低協調，產生理想的共混性能和互溶性共硫性能。該工藝不用二次硫化，不作停放及收縮等後處理，其產品適應防震隔音器材、拳擊手套及護胸護膝等防護用品的製造，具備寬廣的應用潛力。
文檔編號C08L31/04GK87107510SQ87107510
公開日1988年12月21日 申請日期1987年12月14日
發明者馬照珊 申請人:馬照珊導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan