一种激光雕刻用橡胶复合材料制造技术

本发明专利技术有关于一种激光雕刻用橡胶复合材料，其目的在于提供一种除了具有优良的常规物理机械性能，又能实现优异的耐激光雕刻用橡胶复合材料，本发明专利技术提出以双组分耐激光雕刻填料，与高分子材料(橡胶)复合，制备具有优异的耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。所使用的双组分耐激光雕刻填料，包含阻燃组分和支撑组分，这样做具有优良的常规物理机械性能，并实现了优异的耐激光雕刻性能。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雕刻用橡胶复合材料
本专利技术涉及一种激光雕刻用橡胶复合材料，用于印刷版材，以及涉及橡胶产品的加工制造行业，例如航空、电子、汽车、医疗等。
技术介绍
激光具有方向性好，能量密度高，单色性好等优点，非常适合材料加工，因此一直受到科研领域和工业界的重视。激光雕刻是指用激光束作用在材料上引起样品形状或性能的改变，是利用激光束聚焦形成的高功率密度光斑，在数微秒的时间内，光斑区的温度升高到材料熔点甚至沸点，使被照射处的材料迅即熔化和汽化、烧蚀或达到燃点。当激光束沿着设定路径移动时，光子与材料不断相互作用，同时借与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，并起冷却作用，从而获得所需要的形状。由于橡胶材料不仅仅本身易燃，而且其填充的很多填料也是极其易燃的，因此在激光雕刻的过程中难免会引起橡胶材料燃烧、雕刻面炭化、雕刻面灰化等问题。而降低激光的入射功率虽然可以保证雕刻面光洁，但是雕刻深度也受到制约，大大影响加工效率。因此提高橡胶材料在激光雕刻过程中的耐激光雕刻性能，可以在节约能源、提高加工效率、降低人工成本等方面带来相当可观的经济效益和社会效益。由于受橡胶材料特有的弹性和易燃烧等性质所决定，橡胶材料的加工技术往往采用模压、挤出和手工雕刻等工艺，加工精度很低，难以满足现在市场的需求。而且各种常用的精加工技术又难以在橡胶加工过程中实现，因此对橡胶材料的精密加工一直是世界橡胶加工技术的一个难题。而激光微加工技术，可以保证在加工过程中不对橡胶材料施加任何外力，因此可以防止橡胶变形，从而保证了橡胶材料精密加工的需要。为了满足橡胶材料能够承受高能激光射线的烧蚀，橡胶材料需要填充大量的阻燃填料，不过传统阻燃填料不仅仅在阻燃过程中会释放大量的有毒有害烟雾，而且填充量过多还会引起橡胶材料性能下降等问题，因此不能够算是很好的耐激光雕刻填料。
技术实现思路
为了解决以上问题，达到既能阻燃同时又不损失力学性能的要求，本专利技术提出了一种双组分耐激光雕刻填料(同时包含阻燃组分和支撑组分)，与橡胶材料共混，来制备具有耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。本专利技术所涉及的耐激光雕刻机理是：耐激光雕刻填料含有双组分。一个组分是阻燃组分，不但具有较高的阻燃效率，而且具有较好的成灰性能，不易发生灰分与未烧蚀部分的黏连现象，在然后过程中主阻燃剂能分解一定量的水分和其他隔绝空气、降低材料表面温度的组分，在受高能射线辐照的同时，尽可能保护未被射线照的材料表面，避免热量的堆积；另一个组分是支撑组分，这部分填料可能保证被激光照射的橡胶材料能够具有很好的成灰性，易于雕刻后的清洗，同时在未被辐照的部分与辐照部分的界面处形成具有完整三维结构的支撑层，保护雕刻面不会被高能激光射线带来的热量所软化变形；同时所填充的双组分耐激光雕刻填料在尺寸上应达到纳米级别，这样才能与橡胶的自由体积相匹配。本专利技术提出以双组分耐激光雕刻填料，与高分子材料(橡胶)复合，制备具有优异的耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。所使用的双组分耐激光雕刻填料，包含阻燃组分和支撑组分，这样做具有优良的常规物理机械性能，并实现了优异的耐激光雕刻性能。为达以上目的，本专利技术一种激光雕刻用橡胶复合材料，其包含以下组分：其中所述耐激光雕刻填料包含阻燃部分和支撑部分，所述阻燃部分与所述支撑部分质量比为0.01～100:1，其中所述阻燃部分包含阻燃剂和阻燃协效剂，所述支撑部分包含炭黑和白炭黑，其中所述阻燃剂和所述阻燃协效剂的质量比为0.01～100:1，所述炭黑与所述白炭黑质量比为0.01～100:1。其中所述橡胶为天然橡胶或合成橡胶，优选为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、顺丁橡胶或氢化丁腈橡胶。其中所述阻燃剂为卤系阻燃剂，包括有机氯化物、有机溴化物；无机阻燃剂，优选为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑或水滑石；含有元素磷、氮或同时含有磷氮元素的无卤膨胀型阻燃剂。其中所述阻燃协效剂选自磷酸酯阻燃剂、硼酸锌、氧化镁、氧化铝、八钼酸铵、红磷、微胶囊化的红磷、聚二甲基硅氧烷和有机粘土中的一种或两种以上的混合物。其中所述交联剂选自硫磺、过氧化物或酚醛树脂。其中所述促进剂为噻唑类促进剂、胍类促进剂、吗啡啉类促进剂、次磺酰胺类促进剂或秋兰姆类促进剂。其中所述偶联剂为硅烷偶联剂，优选为双(三乙氧基硅丙基)四硫化物，双-(γ-(三乙氧基硅)丙基)-二硫化物，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氮烷，乙烯基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。其中所述防老剂为醛-胺反应生成物类、酮-胺反应生成物类、二芳基仲胺类、对苯二胺衍生物类、取代酚类或防护蜡。其中所述软化剂为石油系软化剂链烷烃油、芳烃油或机械油；或合成增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、环氧大豆油、白膏油或黑膏油。具体实施方式以下结合实施例，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例中所用到的双辊开炼机是广州湛江橡塑机械制造厂生产的，其型号为JIC-725。实施例1：于常温下，在炼胶机上将100份天然橡胶包于双辊，然后依次加入5份氧化锌、2份硬脂酸，混合0.5分钟；再加入0.5份防老剂RD，加入防老剂4010NA为0.5份，混合2分钟；再分批加入0.01份VN3白炭黑,1份的N220炭黑和0.5份的Si69，然后混合5分钟，然后加入0.01份的氯化石蜡和1份的红磷，混炼0.5分钟，最后于开炼机中加入促进剂CZ1.5份和硫磺3份，薄通5次出片，而后停放4小时，然后返炼5分钟并硫化成型得到复合材料。所述促进剂CZ为N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺；Si69为双(三乙氧基硅丙基)四硫化物；防老剂RD为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体(属于酮-胺反应生成物类防老剂)；防老剂4010NA为N-异丙基-N`-苯基对苯二胺；氯化石蜡属于有机氯化物阻燃剂。实施例2：于常温下，在炼胶机上将100份天然橡胶包于双辊，然后依次加入5份氧化锌、2份硬脂酸，混合0.5分钟；再加入4份防老剂RD，加入防老剂4010NA为5份以及1份的防护蜡，混合5分钟；再分批加入10份的VN3白炭黑和10份N234炭黑以及4份的Si69，再加入10份溴化环氧树脂，10份氧化铝和5份红磷，然后混合10分钟，最后于开炼机中加入促进剂CZ1.5份、0.2份的促进剂TT和硫磺3份，薄通5次出片，而后停放4小时，然后返炼5分钟并硫化成型得到复合材料。所述促进剂TT为二硫化四甲基秋兰姆；防护蜡是防老剂的一种，起到防臭氧老化，延长使用寿命的作用；溴化环氧树脂属于有机溴化物。实施例3：于常温下，在炼胶机上将100份天然橡胶包于双辊，然后依次加入4份氧化锌、1份硬脂酸，混合0.5分钟；再加入4份防老剂MB，加入防老剂445为5份以及4份的防护蜡，混合5分钟；再分批加入50份的T383白炭黑，0.5份的N234炭黑和4份的Si75，然后混合10分钟，然后加入20份水滑石和0.2份的聚二甲基硅氧烷，再加入5份石蜡油，混炼10分钟，最后于开炼机中加入促进剂DM1.5份、3份的促进剂DTDM和硫磺2份，薄通5次出片，而后停放4小时，然后返炼5分钟并硫化成型得到复合材料。所述促进剂DM为2、2'-二硫代二苯并噻唑；促进剂DTDM为4,4’-二硫代二吗啡啉；Si75为双(三乙氧基硅丙基)二硫化物；防老剂MB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于其包含以下组分：其中所述耐激光雕刻填料包含阻燃部分和支撑部分，所述阻燃部分与所述支撑部分质量比为0.01～100:1，其中所述阻燃部分包含阻燃剂和阻燃协效剂，所述支撑部分包含炭黑和白炭黑，其中所述阻燃剂和所述阻燃协效剂的质量比为0.01～100:1，所述炭黑与所述白炭黑质量比为0.01～100:1。

【技术特征摘要】
1.一种激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于其由以下组分组成：其中，所述耐激光雕刻填料包含阻燃部分和支撑部分，所述阻燃部分与所述支撑部分质量比为0.01～100:1，其中所述阻燃部分包含阻燃剂和阻燃协效剂，所述支撑部分包含炭黑和白炭黑，其中所述阻燃剂和所述阻燃协效剂的质量比为0.01～100:1，所述炭黑与所述白炭黑质量比为0.01～100:1；其中，所述阻燃剂为卤系阻燃剂，包括有机氯化物、有机溴化物；无机阻燃剂；含有元素磷、氮或同时含有磷氮元素的无卤膨胀型阻燃剂；所述无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二锑或水滑石；其中，所述阻燃协效剂选自磷酸酯阻燃剂、硼酸锌、氧化镁、氧化铝、八钼酸铵、红磷、微胶囊化的红磷、聚二甲基硅氧烷和有机粘土中的一种或两种以上的混合物；其中，所述交联剂选自硫磺、过氧化物或酚醛树脂；其中，所述促进剂为噻唑类促进剂、胍类促进剂、吗啡啉类促进剂、次磺酰胺类促进剂或秋兰姆类促进剂；其中，所述偶联剂为双(三乙氧基硅丙基)四硫化物，双-(γ-(三乙氧基硅)丙基)-二硫化物，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，硅氮烷，乙烯基三乙氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷；其中，所述防老剂为醛-胺反应生成物类、酮-胺反应生成物类、二芳基仲胺类、对苯二胺衍生物类、取代酚类或防护蜡；其中，所述增...

【专利技术属性】
技术研发人员：张竞，欧阳芸，张法忠，褚庭亮，
申请(专利权)人：中国印刷科学技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11