一种彩色硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种彩色硅橡胶泡沫材料及其制备方法，其特点是将硅橡胶基料100份，补强剂15～45份，色母0～0.2份，结构控制剂2～3份，成孔剂60～120份，辐射敏化剂3～5份，加入双辊开炼机中，于室温混炼15～25min，将上述胶料静储24～48h，继续在室温下返炼10～15min，室温下成型为片材或块材；再将成型后的片材或块材塑封后，在室温空气中，置于60Coγ辐射场中进行辐射交联，吸收剂量为30～70kGy，吸收剂量率100～170Gy.min-1，使胶料一次性完成交联；再将交联后的样品拆除塑封，室温纯水浸泡30～50h，转入70～90℃水浴搅拌下浸泡40～70h，取出后在温度70～90℃干燥10～20h，在温度50～90℃真空干燥20～40h，获得彩色硅橡胶泡沫材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种彩色硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途，属于高分子材料的制 备领域。
技术介绍
硅橡胶泡沫材料是将硅橡胶基料经过一定形式发泡后制成的高分子弹性多孔 材料，它将硅橡胶与泡沫材料的特性结为一体，不但具有耐高/低温性能、电绝缘性能、 抗辐射性能、化学稳定性等，还具有高柔韧性、高弹性以及优良的耐高能冲击和隔音隔热 性能（来国桥，幸松民.有机硅产品合成工艺及应用.化学工业出版社，北京.2013. 吴文昊，宋宏涛，黄玮等.硅橡胶泡沫材料辐照稳定性的初步理论探索.分子科学学 报，2014, 30:427-431.宋宏涛，黄玮，吴文昊等.几种硅橡胶次级链结构辐射稳定性的 理论研宄.计算机与应用化学，2015, 32:39-42.)，是理想的垫层、密封、减振、隔音、隔热材 料，同时在武器装备中也具有重要用途。 根据硅橡胶的硫化交联方式不同，可分为化学交联法和辐射交联法。化学交联 法主要借助于过氧化物，如过氧己烷衍生物、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯等（五十 岚实，小池义明.具有高开孔率的硅氧烷橡胶海绵.CN 101070431A，2007.姚伟，雷 卫华，陈立新，等.热硫化硅橡胶发泡过程中硫化与发泡速度匹配的研宄.材料导 报，2013, 27:249-251.)，但其交联的均匀性受过氧化物在胶料中分散状态的影响，尤其是 对于发泡胶料，由于其传热性能较差，内部受热慢于表层，以至于造成胶料的表层和内部交 联程度不一致，材料体相密度不均匀，且表皮趋厚。借助于γ射线源（或电子束）进行辐 射交联（刘道龙.一种闭孔型硅橡胶泡沫材料及其制备方法和用途.CN 1850908Α，2006.)， 不仅交联均匀、生产效率高，而且控制方便、节能环保。 硅橡胶材料的发泡方式主要有化学法和物理法两种。化学发泡法主要是采 用在一定温度下发生分解释放出气体的物质作为发泡剂或利用硅羟基（Si-OH)和硅 氢基（Si-H)发生反应放出氢气的原理制备硅橡胶泡沫材料，虽然工艺较简单，但难以 形成均匀细小的开孔结构，而且发泡过程中发泡与硫化速度的不易匹配，实验结果不 易于重现(Akitomo H, Hamada M, Imaizumi T. Silicone rubber sponge composition used for automobile parts, etc. -comprises liquid silicone rubber composit ion,thermoplast ic silicone resin hollow particles and solvent. EP 826723, 1998. 张长生，石耀刚，罗世凯，等.化学发泡硅泡沫材料密度影响因素及性能研宄.化工新 型材料，2008, 36(1) :39-41.)。物理发泡法主要借助于水或溶析剂成孔（Ishida K，Nozoe T.Method for preparation of silicone foam. US 5614563,1997.赵棋，余凤湄，芦 艾.乳液法制备有机硅弹性体泡沫.化工新型材料，2012, 40:18-19.胡义，姚国萍.用物 理发泡剂制备韧性泡沫硅橡胶.有机硅材料，2000, 14:11-14.)，可制得泡孔较为均匀的泡 孔结构，从而具有很低的压缩永久形变，且工艺易于重复。 硅橡胶泡沫材料的颜色主要源自于过氧化物交联剂或化学发泡剂，因此在长期使 用过程中会出现色泽变化、褪色等情况。采用辐射交联配合溶析成孔法是一种制备彩色硅 橡胶泡沫材料的快捷方法，不仅所获得的试样泡孔均匀、色泽鲜亮、质地柔韧、性能优异，而 且工艺控制方便、节能环保、重现性好、生产效率高，同时由于制备过程中不使用过氧化物 交联剂和化学发泡剂，因而试样不存在色泽变化或褪色情况。目前，尚未有单位或者
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提供一种彩色硅橡胶泡沫材料及其制备 方法用途，其特点是通过硅橡胶基料与补强剂、色母、成孔剂混炼并成型后，经γ射线一次 性完成交联，然后通过洗脱除去溶析剂的方式成孔。该方法工艺控制方便、节能环保、重现 性好、生产效率高，所制备所得的彩色硅橡胶泡沫材料色泽鲜亮、质地柔韧、泡孔均匀、性能 优异，可用作填充定位、密封垫层、减震、隔音材料，在武器装备中也具有重要用途。 本专利技术的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量 份数。 彩色硅橡胶泡沫材料的起始原料由以下组分制成： 硅橡胶基料 100份， 补强剂 15~45份， 色母 0~0.2份， 结构控制剂 2~3份， 成孔剂 60~120份， 辐射敏化剂 3~5份。 所述硅橡胶基料为市售甲基乙烯基硅橡胶，乙烯基含量0. 05~0. 15mol%。 所述补强剂为沉淀法白炭黑或气相法白炭黑。 所述结构控制剂为分子量5万~200万、羟基含量13~15%的高分子羟基硅油或 分子量3万~5万、羟基含量10~11%的低分子羟基硅油。 所述成孔剂为尿素，碳酸铵，氯化铵，或硝酸钾中的任一种。 所述辐射敏化剂为三烯丙基氰脲酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯，二丙烯酸-1，6-己 二醇酯，或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任一种。 所述彩色硅橡胶泡沫材料，其特征在于色母为酞菁蓝、酞菁绿、或永固亮红中的任 一种。 彩色硅橡胶泡沫材料的制备方法包括以下步骤： (1)胶料混炼：将硅橡胶基料100份，补强剂15~45份，色母0~0. 2份，结构控 制剂2~3份，成孔剂60~120份，辐射敏化剂3~5份，使用双辊开炼机在室温下混炼 15~25分钟，然后将经初步混炼的胶料静储24~48h，在室温下返炼10~15min，室温下 成型为片材或块材； (2)辐射交联：将成型后的片材或块材塑封后，在室温下空气中，置于6tlCoy辐射 场中进行辐射交联，吸收剂量为30~70kGy，吸收剂量率100~170Gy. mirT1，使胶料一次性 完成交联； (3)溶析成孔：将经辐射交联的样品拆除塑封后，室温纯水浸泡30~50h，然后转 入在温度70~90°C水浴磁力搅拌或震荡下浸泡40~70h，取出后在温度70~90°C鼓风干 燥10~20h，随后在温度50~90°C真空干燥20~40h，获得彩色硅橡胶泡沫材料。 彩色硅橡胶泡沫材料用于填充定位、密封垫层、减震、隔音材料。 结构表征与性能测试： 1、按照GB/T 531. 1-2008,借助于A型邵氏硬度仪测试试样的表面硬度；按照GB/ T 528-2009、GB/T 7757-2009、GB/T 7759-1996等，借助于电子万能试验机等测试试样的拉 伸性能、断裂伸长率、压缩强度、永久压缩形变等；分别采用索氏抽提法和平衡-溶胀平衡 法进行凝胶含量合交联密度衡量，表征材料的硫化程度或交联程度，结果详见表1所示。 结果表明：获得的试样质地柔韧（表面硬度22. 3~23. 9)、凝胶含量及交联密 度适当（97. 55~98. 03 %，0.89X KT3~1. 17X10-3Iiiohg-1)、拉伸强度及断裂伸长率高 (1. 21~I. 83MPa，267~365% )、压缩强度适中（0. 10~0. 16MPa)、拉伸及压缩永久形变 低（1. 18 ~2. 57本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色硅橡胶泡沫材料，其特征在于该泡沫材料的起始原料由以下组分制成，按重量份计为：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏涛，安友，李闯，李晓燕，曾凡松，黄玮，杨天丽，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51