一種高韌低溫保溫材料及其製備工藝的製作方法

2023-08-11 15:24:06 1

本發明涉及保溫材料
技術領域：
，具體涉及一種高韌低溫保溫材料及其製備工藝。
背景技術：
：低溫保溫材料廣泛應用於冰箱、貨櫃、冷櫃、管道等低溫環境中，要求具有低溫尺寸穩定、低溫下抗壓強度高、保冷保溫等特點；長期以來，聚氨酯泡沫塑料由於具有重量輕、導熱係數低、比強度高等特點，成為製作低溫保溫材料的主要原料之一。但是聚氨酯材料在反應中，需要使用氟利昂，可能會對大氣臭氧層造成破壞，達不到國際環保組織的要求；同時，聚氨酯塑料低溫下尺寸穩定性差，回彈性差，抗壓縮永久變形差，容易變形開裂，低溫下抗壓強度較低，不能滿足使用需求。因此需要選擇並使用新型低溫保溫材料，增強材料韌性，提高低溫保溫產品的使用壽命。技術實現要素：本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種高韌低溫保溫材料及其製備工藝。為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現的：一種高韌低溫保溫材料，包括以下按重量份的原料：天然橡膠50-60份，氫化丁腈橡膠20-30份、丁苯橡膠20-30份，甲基乙烯基矽橡膠3-5份，聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠5-10份，聚丙烯3-5份，abs樹脂1-3份，聚苯乙烯1-3份，聚氯乙烯1-3份，偶聯劑1-2份，丁苯膠乳10-20份，交聯助劑1-2份，天然衍生蠟1-3份，亞磷酸酯類抗氧化劑0.5-1份，苯二胺抗氧化劑0.1-0.2份，納米二氧化鈦2-3份，碳酸氫鎂4-5份，茶多酚3份，甲殼素5-10份，石棉粉1-2份，聚磷酸銨4-5份，納米碳酸鈣5-10份，硫磺0.3-0.5份，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1-1.2份，高耐磨炭黑5-10份，氧化鋯纖維5-15份，玻璃棉纖維5-15份，空心球5-10份，膨脹珍珠巖3-7份。優選地，所述甲基乙烯基矽橡膠中乙烯基的含量在0.1%-0.2%之間。優選地，所述氧化鋯纖維的直徑為10-100um，長度為0.5-2cm，且所述氧化鋯纖維中氧化鋯的含量為80%-95%。優選地，所述玻璃棉纖維的直徑為0.1-1mm，長度為0.5-3cm。上述高韌低溫保溫材料的製備工藝包括以下步驟：a.將天然橡膠、氫化丁腈橡膠、丁苯橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠、聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密煉機中塑煉5-12min，使溫度達到90-120℃，繼續加入偶聯劑、交聯助劑、亞磷酸酯類抗氧化劑、苯二胺抗氧化劑、茶多酚和石棉粉，繼續開煉5-8min，使溫度升至130-150℃，得到預混膠；b.向步驟a中得到的預混膠中加入丁苯膠乳、天然衍生蠟、納米二氧化鈦、碳酸氫鎂、甲殼素、聚磷酸銨、納米碳酸鈣、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、高耐磨炭黑、氧化鋯纖維、玻璃棉纖維、空心球、膨脹珍珠巖，繼續開煉5-10min，使溫度達到140-160℃，得到混合膠體；c.將混合膠體注入模具型腔內，將模具溫度升至110-150℃保溫0.5-1小時，然後冷卻至室溫，再脫模即得高韌低溫保溫材料。優選地，所述步驟a中，塑煉時間為8min，使溫度達到105℃；繼續開煉時間為6min，使溫度升至140℃。優選地，所述步驟b中，繼續開煉時間為6min，使溫度達到150℃。優選地，所述步驟c中,保溫溫度為135℃，保溫時間為0.8小時。本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：天然橡膠和丁苯橡膠配合使用，不僅使保溫材料具備良好的韌性和高強度，同時具備優秀的抗氧化性。甲基乙烯基矽橡膠和聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠的引入，使保溫材料的耐寒性和耐熱性極好,在-90℃-250℃很寬的溫度範圍內使用物性變化少。將氫化丁腈橡膠與聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯混合，可大大提高它們的耐衝擊、抗壓縮永久變形、耐屈撓性能和抗撕裂性能。納米二氧化鈦、納米碳酸鈣和高耐磨炭黑可提高保溫材料的耐磨性和保溫性能。本發明採用的是無機超細氧化鋯纖維，絕熱性能好，可以耐低溫到-273℃，耐高溫到2200℃而不影響其本身性能，遇見明火不燃燒，與玻璃纖維混合後纖維狀結構加強保溫材料的韌性和強度，空心球和膨脹珍珠巖在保溫材料內部形成疏鬆氣孔，進一步增強保溫效果和韌性。綜上所述，本發明具有優異的耐寒性、保溫性能、機械性能和高韌性。具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。實施例1一種高韌低溫保溫材料，包括以下按重量份的原料：天然橡膠50克，氫化丁腈橡膠30克、丁苯橡膠20克，甲基乙烯基矽橡膠5克，聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠5克，聚丙烯5克，abs樹脂1克，聚苯乙烯3克，聚氯乙烯1克，偶聯劑2克，丁苯膠乳10克，交聯助劑2克，天然衍生蠟1克，亞磷酸酯類抗氧化劑1克，苯二胺抗氧化劑0.1克，納米二氧化鈦3克，碳酸氫鎂4克，茶多酚3份，甲殼素10克，石棉粉1克，聚磷酸銨5克，納米碳酸鈣5克，硫磺0.5克，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1克，高耐磨炭黑10克，氧化鋯纖維5克，玻璃棉纖維15克，空心球5克，膨脹珍珠巖7克。甲基乙烯基矽橡膠中乙烯基的含量為0.1%。氧化鋯纖維的直徑為10um，長度為0.5cm，且氧化鋯纖維中氧化鋯的含量為95%。玻璃棉纖維的直徑為1mm，長度為3cm。上述高韌低溫保溫材料的製備工藝，包括以下步驟：a.將天然橡膠、氫化丁腈橡膠、丁苯橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠、聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密煉機中塑煉5min，使溫度達到90℃，繼續加入偶聯劑、交聯助劑、亞磷酸酯類抗氧化劑、苯二胺抗氧化劑、茶多酚和石棉粉，繼續開煉5min，使溫度升至130℃，得到預混膠；b.向步驟a中得到的預混膠中加入丁苯膠乳、天然衍生蠟、納米二氧化鈦、碳酸氫鎂、甲殼素、聚磷酸銨、納米碳酸鈣、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、高耐磨炭黑、氧化鋯纖維、玻璃棉纖維、空心球、膨脹珍珠巖，繼續開煉5min，使溫度達到140℃，得到混合膠體；c.將混合膠體注入模具型腔內，將模具溫度升至110℃保溫1小時，然後冷卻至室溫，再脫模即得高韌低溫保溫材料。天然橡膠和丁苯橡膠配合使用，不僅使保溫材料具備良好的韌性和高強度，同時具備優秀的抗氧化性。甲基乙烯基矽橡膠和聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠的引入，使保溫材料的耐寒性和耐熱性極好,在-90℃-250℃很寬的溫度範圍內使用物性變化少。將氫化丁腈橡膠與聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯混合，可大大提高它們的耐衝擊、抗壓縮永久變形、耐屈撓性能和抗撕裂性能。納米二氧化鈦、納米碳酸鈣和高耐磨炭黑可提高保溫材料的耐磨性和保溫性能。氧化鋯纖維絕熱性能好，可以耐低溫到-273℃，耐高溫到2200℃而不影響其本身性能，遇見明火不燃燒，與玻璃纖維混合後纖維狀結構加強保溫材料的韌性和強度，空心球和膨脹珍珠巖在保溫材料內部形成疏鬆氣孔，進一步增強保溫效果和韌性。實施例2一種高韌低溫保溫材料，包括以下按重量份的原料：天然橡膠60克，氫化丁腈橡膠20克、丁苯橡膠30克，甲基乙烯基矽橡膠3克，聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠10克，聚丙烯3克，abs樹脂3克，聚苯乙烯1克，聚氯乙烯3克，偶聯劑1克，丁苯膠乳20克，交聯助劑1克，天然衍生蠟3克，亞磷酸酯類抗氧化劑0.5克，苯二胺抗氧化劑0.2克，納米二氧化鈦2克，碳酸氫鎂5克，茶多酚3克，甲殼素5克，石棉粉2克，聚磷酸銨4克，納米碳酸鈣10克，硫磺0.3克，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.2克，高耐磨炭黑5克，氧化鋯纖維15克，玻璃棉纖維5克，空心球10克，膨脹珍珠巖3克。甲基乙烯基矽橡膠中乙烯基的含量為0.2%。氧化鋯纖維的直徑為100um，長度為2cm，且氧化鋯纖維中氧化鋯的含量為95%。玻璃棉纖維的直徑為0.1mm，長度為0.5cm。上述高韌低溫保溫材料的製備工藝，包括以下步驟：a.將天然橡膠、氫化丁腈橡膠、丁苯橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠、聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密煉機中塑煉12min，使溫度達到120℃，繼續加入偶聯劑、交聯助劑、亞磷酸酯類抗氧化劑、苯二胺抗氧化劑、茶多酚和石棉粉，繼續開煉8min，使溫度升至150℃，得到預混膠；b.向步驟a中得到的預混膠中加入丁苯膠乳、天然衍生蠟、納米二氧化鈦、碳酸氫鎂、甲殼素、聚磷酸銨、納米碳酸鈣、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、高耐磨炭黑、氧化鋯纖維、玻璃棉纖維、空心球、膨脹珍珠巖，繼續開煉10min，使溫度達到160℃，得到混合膠體；c.將混合膠體注入模具型腔內，將模具溫度升至150℃保溫0.5小時，然後冷卻至室溫，再脫模即得高韌低溫保溫材料。實施例3一種高韌低溫保溫材料，包括以下按重量份的原料：天然橡膠55克，氫化丁腈橡膠25克、丁苯橡膠25克，甲基乙烯基矽橡膠4克，聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠8克，聚丙烯4克，abs樹脂2克，聚苯乙烯2克，聚氯乙烯2克，偶聯劑1.5克，丁苯膠乳15克，交聯助劑1.5克，天然衍生蠟2克，亞磷酸酯類抗氧化劑0.8克，苯二胺抗氧化劑0.15克，納米二氧化鈦2.5克，碳酸氫鎂4.5克，茶多酚3克，甲殼素8克，石棉粉1.5克，聚磷酸銨4.5克，納米碳酸鈣8克，硫磺0.4克，二甲基二硫代氨基甲酸鋅1.1克，高耐磨炭黑8克，氧化鋯纖維10克，玻璃棉纖維10克，空心球7克，膨脹珍珠巖5克。甲基乙烯基矽橡膠中乙烯基的含量為0.15%。氧化鋯纖維的直徑為50um，長度為1.5cm，且氧化鋯纖維中氧化鋯的含量為90%。玻璃棉纖維的直徑為0.5mm，長度為1.8cm。上述高韌低溫保溫材料的製備工藝，包括以下步驟：a.將天然橡膠、氫化丁腈橡膠、丁苯橡膠、甲基乙烯基矽橡膠、聚矽氧烷改性三元乙丙橡膠、聚丙烯、abs樹脂、聚苯乙烯和聚氯乙烯投入密煉機中塑煉8min，使溫度達到105℃，繼續加入偶聯劑、交聯助劑、亞磷酸酯類抗氧化劑、苯二胺抗氧化劑、茶多酚和石棉粉，繼續開煉6min，使溫度升至140℃，得到預混膠；b.向步驟a中得到的預混膠中加入丁苯膠乳、天然衍生蠟、納米二氧化鈦、碳酸氫鎂、甲殼素、聚磷酸銨、納米碳酸鈣、硫磺、二甲基二硫代氨基甲酸鋅、高耐磨炭黑、氧化鋯纖維、玻璃棉纖維、空心球、膨脹珍珠巖，繼續開煉6min，使溫度達到150℃，得到混合膠體；c.將混合膠體注入模具型腔內，將模具溫度升至135℃保溫0.8小時，然後冷卻至室溫，再脫模即得高韌低溫保溫材料。實施例4申請人採用本發明提供的保溫材料進行檢測，主要性能指標如表1所示：檢測項目實施例1實施例2實施例3密度，kg/m3135.8136.6132.4抗壓強度，mpa2.52.632.7導熱係數，w/（m·k）0.0610.0620.059最低使用溫度下平均線收縮率，%0.730.680.7抗折強度，mpa1.261.291.31最低使用溫度，℃-153-155-156表1由此可見，本發明提供的一種高韌低溫保溫材料的製備方法具有如下技術特點：1、耐寒性好；2、保溫性能優良；3、力學性能優良；4、高韌性。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁12