本发明专利技术公开了一种橡胶复合材料，它包括以下重量份数的组分：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。本发明专利技术的橡胶复合材料，通过采用特定的组成和配比，赋予复合材料具有温度响应的自膨胀特性，材料的起始膨胀温度、膨胀速率、膨胀倍率等膨胀特性可以方便地进行控制调整，同时其膨胀后的材料仍能保持优良的耐烧蚀性能，使其能够满足一些特殊应用要求，可实现特定环境下材料的自动膨胀防热密封和耐烧蚀性能要求，例如着火环境或出现显著温升过程中将热传递通道自动封闭，隔绝热量传递并可以有效抵抗进一步的外部烧蚀，从而对特定机构起到保护作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有温度响应自膨胀特性的耐烧蚀橡胶复合材料及其制备方法。
技术介绍
柔性耐热抗烧蚀材料在各类工程、热防护以及防火结构中已有较多应用并扮演着重要角色，但其功能往往单一，一些特殊和关键部位的热防护往往还必须满足设计上的功能性要求。温度响应膨胀材料则是指当环境温度发生一定变化，材料体积发生变化，从而可以实现一定功能，它分为可重复热膨胀材料，其膨胀量一般较小，以及非重复性热膨胀材料，但其膨胀量一般较大，如果将后者同柔性抗烧蚀材料相结合，则可以制备一种全新的具有温度响应自膨胀特性的耐热抗烧蚀橡胶复合材料，赋予橡胶复合材料具有温度响应的自膨胀特性，同时其膨胀后的材料仍能保持优良的耐烧蚀性能，使其能够满足一些特殊应用要求，可实现特定环境下材料的自动膨胀防热密封和耐烧蚀性能要求，例如舰船等类似狭小复杂空间的防火阻隔，特定机构的热防护等，其在着火环境或出现显著温升过程中将热传递通道自动封闭，隔绝热量传递并有效抵抗进一步的外部烧蚀，从而阻断燃烧或对特定机构起到保护作用。然而，现有的材料通常只能满足上述一方面的要求，目前未见有能够同时满足上述温度响应自膨胀特性和耐热抗烧蚀方面性能要求的橡胶密封材料。而且，通常情况下，材料膨胀后的密度下降，会导致材料耐烧蚀性能的显著降低，这无疑加大了获得能够同时满足上述两方面性能要求的材料的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有温度响应自膨胀特性且耐烧蚀的橡胶复合材料。本专利技术提供的一种橡胶复合材料，它包括以下重量份数的组分：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。进一步的，它是由以下重量份数的组分组成：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。进一步的，所述二氧化硅的粒径为5nm～100nm；优选的，所述二氧化硅的粒径为10nm～40nm。进一步的，所述的金属氧化物选自Fe3O4、M12O3、M2O、M3O2中的任意一种或两种以上；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。进一步的，所述的金属氧化物是由以下重量份数的组分组成：1份～5份Fe3O4、3份～15份M12O3、4份～10份M2O、0份～15份M3O2；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。进一步的，所述发泡微球的起始发泡温度为80℃～220℃；优选的，所述发泡微球的起始发泡温度为110℃～150℃。进一步的，所述的橡胶选自硅橡胶、氟橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶中的任意一种或两种以上；所述的交联剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物中的任意一种或两种以上。其中，所述的硅橡胶选自二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶中的任意一种或两种以上。本专利技术还提供了一种制备上述橡胶复合材料的方法，它包括以下步骤：a、取橡胶和二氧化硅，混匀，加入金属氧化物，混匀，加入交联剂，混匀，加入发泡微球，混匀，得到混合物料；b、将步骤a所得混合物料在室温条件下自然陈化24小时以上；c、将步骤b陈化后的物料，在100℃、8MPa～12MPa条件下，热压硫化15min～25min后，冷却，得到热压硫化成型制品；d、将步骤c所得热压硫化成型制品室温放置12小时以上。本专利技术还提供了一种提高耐烧蚀性能的组合物，它是由以下重量份数的组分组成：10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球。进一步的，所述的金属氧化物选自Fe3O4、M12O3、M2O、M3O2中的任意一种或两种以上；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。进一步的，所述的金属氧化物是由以下重量份数的组分组成：1份～5份Fe3O4、3份～15份M12O3、4份～10份M2O、0份～15份M3O2；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。进一步的，所述发泡微球的起始发泡温度为80℃～220℃；优选的，所述发泡微球的起始发泡温度为110℃～150℃。本专利技术还提供了上述组合物在制备上述橡胶复合材料中的应用。本专利技术的橡胶复合材料，通过采用特定的组成和配比，赋予复合材料具有温度响应的自膨胀特性，材料的起始膨胀温度、膨胀速率、膨胀倍率等膨胀特性可以方便地进行控制调整，使其能够满足一些特殊应用要求，同时其膨胀后的材料仍能保持优良的耐烧蚀性能，可实现特定环境下材料的自动膨胀防热密封和耐烧蚀性能要求，例如着火环境或出现显著温升过程中将热传递通道自动封闭，隔绝热量传递并可以有效抵抗进一步的外部烧蚀，从而对特定机构起到保护作用。同时，本专利技术的橡胶复合材料性能可设计性好，储存稳定，可满足多种应用需求，应用前景广阔。发泡微球是一种由热塑性树脂(1,1-二氯乙烯系、丙烯腈系、丙烯酸系单体的均聚物或共聚物等)外壳和内包低沸点有机溶剂(异丁烷，正丁烷，戊烷，异戊烷，石油醚等)芯材组成的微球颗粒。根据应用目的的不同，其微球直径从5～100μm不等。随着温度的升高，核材料迅速的汽化，产生高内压，同时，外壳材料受热软化，从而整个微球在内压的推动下膨胀成大的泡孔。一般，微球的直径会增大到原来的几倍，体积会增大到10倍甚至100倍。这种可膨胀微球有相对稳定的形状，而不会因为冷却而缩回。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。附图说明图1为本专利技术实施例1所得橡胶复合材料在120℃下膨胀倍率随时间的变化图。图2为本专利技术实施例2所得橡胶复合材料在120℃下膨胀倍率随时间的变化图。图3为本专利技术实施例3所得橡胶复合材料在120℃下膨胀倍率随时间的变化图。图4为本专利技术实施例1所得橡胶复合材料在130℃下膨胀倍率随时间的变化图。图5为本专利技术实施例4所得橡胶复合材料在140℃下膨胀倍率随时间的变化图。图6为本专利技术实施例5所得橡胶复合材料在140℃下膨胀倍率随时间的变化图。图7为本专利技术实施例4所得橡胶复合材料在150℃下膨胀倍率随时间的变化图。图8为对比例1不添加发泡微球所得橡胶复合材料在120℃下膨胀倍率随时间的变化图。图9为本专利技术实施例1所得橡胶复合材料膨胀前后的微观形貌图。图10为本专利技术实施例1所得橡胶复合材料膨胀前后的厚度变化图。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。例如，发泡微球可以通过购买市售产品获得，也可以通过文献方法或以下具体的制备方法获得：1、低温发泡微球(LTE)的制备(1)、配制水相分散液：在27.5g去离子水中依次加入1.05g氢氧化钠、3.00g六水合氯化镁、0.5g十二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种橡胶复合材料，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。
【技术特征摘要】
1.一种橡胶复合材料，其特征在于：它包括以下重量份数的组分：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。2.根据权利要求1所述的橡胶复合材料，其特征在于：它是由以下重量份数的组分组成：80份～120份橡胶、20份～35份二氧化硅、10份～30份金属氧化物、2份～30份发泡微球、0.8份～1.5份交联剂。3.根据权利要求1或2所述的橡胶复合材料，其特征在于：所述二氧化硅的粒径为5nm～100nm；优选的，所述二氧化硅的粒径为10nm～40nm。4.根据权利要求1或2所述的橡胶复合材料，其特征在于：所述的金属氧化物选自Fe3O4、M12O3、M2O、M3O2中的任意一种或两种以上；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。5.根据权利要求4所述的橡胶复合材料，其特征在于：所述的金属氧化物是由以下重量份数的组分组成：1份～5份Fe3O4、3份～15份M12O3、4份～10份M2O、0份～15份M3O2；其中，M1为Fe、Al、Co或Ni，M2为Mg、Ca、Cu或Ba，M3为Sn、Ti、Pb或Zr。6.根据权利要求1或2所述的橡胶复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹华维，黄强，李瑞，梁梅，陈洋，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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