轻质橡胶复合弹性体的制备方法技术

本发明专利技术公布了一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，本方法采用乳液共混的方式，将橡胶乳液与水溶性聚合物溶液复合，并结合冷冻干燥的气凝胶制备技术，制备出了轻质的橡胶复合材料。整个复合材料中橡胶占比为50％～90％，复合材料的密度为0.28g/cm

Preparation of Light Rubber Composite Elastomer

【技术实现步骤摘要】
轻质橡胶复合弹性体的制备方法
本专利技术涉及橡胶材料
，特别是涉及一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法。
技术介绍
橡胶是一类弹性极高的无定形聚合物，还具有很好的绝缘性、密封性，经交联后具有很好的机械性能，因而被广泛应用于各行各业。在鞋材中，硫化橡胶因具有止滑耐磨性、较好的机械性能而被用作鞋材大底。但一般的硫化橡胶比重大，不利于开发出高性能的超轻鞋。目前，关于制备轻质橡胶大底多见于报道的是通过橡胶配方的改变，而最终的轻量化较低。为了得到轻质的橡胶材料也采用发泡技术，但通常需要添加各种辅料，工艺复杂，成本高，而逐渐被淘汰。从鞋材的工艺来看，目前属于物理造孔有TPU气垫，爆米花的超临界发泡和3D打印：爆米花的超临界发泡相对于化学发泡应该是更环保，不会产生过多的有害化学物质，而且爆米花材料未产生化学交联，一定程度上是可以实现可回收的；3D打印相当于结构性可控造孔，也可以看做是一种物理造孔技术，3D打印可以做到很大程度的自动化。虽然爆米花和3D打印在结构设计还未达到多样化而且目前成本较大，觉得需要看到的重要一点，将功能性排除在外，爆米花与3D打印已对常规的EVA鞋底发泡工艺提出了挑战，跳出常规的EVA鞋底发泡工艺，鞋材的开发将有更宽旷的前景，在节能环保和自动化方面将会越做越好。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，为鞋材制备的新工艺拓宽思路。本专利技术采用的技术解决方案是：轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液；2)称取一定质量的橡胶乳液机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，机械搅拌进行混合；3)将交联剂或沉降剂加入步骤2)中混合液，得到凝胶化固体；4)将步骤3)所得产物进行冷冻干燥，橡胶固含物占比50％～90％。优选地，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酸、淀粉、纤维素中至少一种。优选地，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液、丁苯橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、硅橡胶乳液、羧基丁腈橡胶乳液、羧基丁苯橡胶乳液中至少一种。优选地，所述交联剂为硼酸液或MBA。优选地，所述沉降剂为维生素C。优选地，所述沉降剂的浓度为1.0％～1.5％。优选地，所述冷冻干燥具体做法为：将所得凝胶化固体置于施加10公斤力～12公斤力的塑型模具中于-3℃～-6℃冷冻24h，然后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后，再于-3℃～-6℃冷冻24h，如此循环2-5次后于冷冻干燥机中冷冻干燥48h。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：1、该制备方法充分利用了橡胶乳液的乳液复合方法，并结合了采用冷冻干燥的气凝胶技术，实现了水性高分子与橡胶的微米级复合，并达到了材料的轻质化，密度低至0.28g/cm3～0.80g/cm3,可以视情况而改动密度；2、该方法的思路新颖，采用的是水溶液体系，环保绿色，拓宽了制备轻质复合材料的方法。具体实施方式实施例1：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取100份聚乙烯醇溶解于900份水中，搅拌直至形成聚乙烯醇水溶液，浓度为10％；2)称取橡胶固含物为60％的天然橡胶乳液265份在机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，边加入边搅拌，机械搅拌进行混合；3)加入完后继续搅拌一定时间后，缓慢加入1％硼酸液，边加入边机械搅拌，直至完全凝胶，得到凝胶化固体；4)取步骤3)的凝胶加入到15cm×15cm×0.4cm的塑型模中，加盖后，于盖上施加10Kg铁块，并在-4℃进行多次冷冻处理，每冷冻24h后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后在进行下一次冷冻；待凝胶4次冷冻处理后，再于冷冻干燥机进行冷冻干燥，橡胶固含量占比61.3％。实施例2：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取120份聚乙烯醇溶解于880份水中，搅拌直至形成聚乙烯醇水溶液，浓度为12％；2)称取橡胶固含物为50％的丁腈橡胶乳液280份在机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，边加入边搅拌，机械搅拌进行混合；3)加入完后继续搅拌一定时间后，缓慢加入1％硼酸液，边加入边机械搅拌，直至完全凝胶，得到凝胶化固体；4)取步骤3)的凝胶加入到15cm×15cm×0.4cm的塑型模中，加盖后，于盖上施加10Kg铁块，并在-4℃进行多次冷冻处理，每冷冻24h后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后在进行下一次冷冻；待凝胶4次冷冻处理后，再于冷冻干燥机进行冷冻干燥，橡胶固含量占比53.8％。实施例3：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取100份聚乙烯醇溶解于900份水中，搅拌直至形成聚乙烯醇水溶液，浓度为10％；2)称取橡胶固含物为50％的羧基丁腈橡胶乳液500份在机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，边加入边搅拌，机械搅拌进行混合；3)加入完后继续搅拌一定时间后，缓慢加入1％硼酸液，边加入边机械搅拌，直至完全凝胶，得到凝胶化固体；4)取步骤3)的凝胶加入到15cm×15cm×0.4cm的塑型模中，加盖后，于盖上施加12Kg铁块，并在-3℃进行多次冷冻处理，每冷冻24h后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后在进行下一次冷冻；待凝胶5次冷冻处理后，再于冷冻干燥机进行冷冻干燥，橡胶固含量占比71.4％。实施例4：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取80份淀粉溶解于920份水中，搅拌直至形成透明的淀粉水溶液，浓度为8％；2)称取橡胶固含物为40％的丁苯橡胶乳液580份在机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，边加入边搅拌，机械搅拌进行混合；3)加入完后继续搅拌一定时间后，缓慢加入浓度为1.0％～1.5％的维生素C，边加入边机械搅拌，直至完全凝胶，得到凝胶化固体；4)取步骤3)的凝胶加入到15cm×15cm×0.4cm的塑型模中，加盖后，于盖上施加12Kg铁块，并在-5℃进行多次冷冻处理，每冷冻24h后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后在进行下一次冷冻；待凝胶3次冷冻处理后，再于冷冻干燥机进行冷冻干燥，橡胶固含量占比74.3％。实施例5：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取100份纤维素溶解于900份水中，搅拌直至形成纤维素水溶液，浓度为10％；2)称取橡胶固含物为50％的羧基丁苯橡胶乳液375份在机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，边加入边搅拌，机械搅拌进行混合；3)加入完后继续搅拌一定时间后，缓慢加入浓度为1.0％～1.5％的维生素C，边加入边机械搅拌，直至完全凝胶，得到凝胶化固体；4)取步骤3)的凝胶加入到15cm×15cm×0.4cm的塑型模中，加盖后，于盖上施加12Kg铁块，并在-6℃进行多次冷冻处理，每冷冻24h后将其取出于室温下解冻，待解冻完全后在进行下一次冷冻；待凝胶2次冷冻处理后，再于冷冻干燥机进行冷冻干燥，橡胶固含量占比65.2％。实施例6：本实施例提供一种轻质橡胶复合弹性体的制备方法，具体包括如下步骤：1)制备水溶性聚合物溶液：称取80份纤维素溶解于920份水中，搅拌直至形成纤维素水溶液，浓度为8％；2)称取橡胶固含物为50％的羧基丁苯橡胶乳液450份在机械搅拌下缓慢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轻质橡胶复合弹性体的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）制备水溶性聚合物溶液；2）称取一定质量的橡胶乳液机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，机械搅拌进行混合；3）将交联剂或沉降剂加入步骤2)中混合液，得到凝胶化固体；4）将步骤3)所得产物进行冷冻干燥，橡胶固含物占比50％～90％。

【技术特征摘要】
1.轻质橡胶复合弹性体的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）制备水溶性聚合物溶液；2）称取一定质量的橡胶乳液机械搅拌下缓慢加入到步骤1)中溶液，机械搅拌进行混合；3）将交联剂或沉降剂加入步骤2)中混合液，得到凝胶化固体；4）将步骤3)所得产物进行冷冻干燥，橡胶固含物占比50％～90％。2.根据权利要求1所述的轻质橡胶复合弹性体的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酸、淀粉、纤维素中至少一种。3.根据权利要求1所述的轻质橡胶复合弹性体的制备方法，其特征在于，所述橡胶乳液为天然橡胶乳液、丁苯橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、硅橡胶乳液、羧基丁腈橡胶乳液、羧基丁苯橡胶乳液...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡幕中，钟亚兵，
申请(专利权)人：晋江成昌鞋业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35