CN102924802B - 一种poe／epdm／rec复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一种POE/EPDM/REC复合发泡材料及其制备方法。若降低现有POE发泡材料的密度，其力学性能会急剧下降，从而大大限制了其使用。本发明将累托石、乙烯-辛烯共弹性体、乙烯和丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚树脂以及发泡剂、架桥剂、发泡助剂混炼，压制成薄片；预热硫化机内嵌模具，均匀喷涂脱模剂，等待水汽蒸发；将片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到复合发泡材料。本发明通过采用熔融共混插层技术，将EPDM与POE插层于累托石（REC）中，REC得到良好分散，使符合发泡材料密度降低，制备方法简单，易于操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种发泡材料，具体涉及一种POE/EPDM/REC复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
乙烯-辛烯共聚物（POE）是一种用茂金属催化剂催化合成的新型热塑性弹性体。具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布等特点，这使POE的主要性能非常突出，具有较高的强度和伸长率、优良的耐老化性能等。目前POE主要作为增韧改性剂用于聚合物改性领域以及与各种橡胶弹性体并用。以POE为主体材料制备发泡制品的研究及应用则较少。
发泡塑料在工业和日常生活中的应用非常广泛。如用隔音、减震、绝热、绝缘、包装、室内装饰、保温材料、鞋业、汽配箱包内衬、玩具、体育用品等。近几年需求增长十分迅速，统计数据表明2001~2010年产量年均增长率达18.1%，其中2010年产量241.4万吨。而对于POE发泡材料，国内研究较少，只有少量文献提及（如专利CN200710038052.8；CN201110008926.1；常素芹，钟宁庆. 轻质高弹乙烯-辛烯共聚物发泡鞋用材料的研究[J]. 塑料科技, 2010, 38(12): 74.）。这些研究工作都是针对POE为单一基体材料而展开。尤其是现有的POE发泡材料，如果降低材料的密度，其力学性能会急剧下降，从而大大限制了它的使用。因此，开发密度小而仍具有优良力学性能的新型POE发泡材料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种密度更低、断裂伸长率、剥离强度、抗张强度更高的POE/EPDM/REC复合发泡材料及其制备方法。
为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：
一种POE/EPDM/REC复合发泡材料，其特殊之处在于：
其原料包含有以下重量份的组分：
乙烯-辛烯共弹性体：60~80份
乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物：10~20份
乙烯醋酸乙烯共聚树脂：10~20份
硬脂酸：0.5~1份
发泡剂：2~3.5份
架桥剂：0.8~1.5份
发泡助剂：1~2.5份。
上述的原料中还包含有以下重量份的组分：
累托石：0~5份。
上述的乙烯-辛烯共弹性体采用熔指为2~5的乙烯-辛烯共弹性体。
上述的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物采用乙烯丙烯比为80/20~65/25的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物。
上述的乙烯醋酸乙烯共聚树脂采用醋酸乙烯质量百分比为15%~18%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
上述的硬脂酸为含量≥99%的含18个碳原子的饱和脂肪酸。
上述的发泡剂选取发气量大于200ml/g、分解温度在203 ± 3℃的偶氮二甲酰胺。
上述的架桥剂选取质量分数≥98.0%，总挥发物含≤0.3%的过氧化二异丙苯。
上述的发泡助剂选取采用间接法制备且含量≥99%的氧化锌。
一种POE/EPDM/REC复合发泡材料的制备方法，其特殊之处在于：
由以下步骤实现：
步骤一：将0~5重量份的累托石、60~80重量份的乙烯-辛烯共弹性体、10~20重量份的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物、10~20重量份的乙烯醋酸乙烯共聚树脂以及2~3.5重量份的发泡剂、0.8~1.5重量份的架桥剂、1~2.5重量份的发泡助剂以及0.5~1重量份的硬脂酸加入到密炼机中，在30rpm/min的转速下混炼10min得混合物；
步骤二：将步骤一所得的混合物在开放式双辊开炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
步骤三：预先将硫化机内嵌模具加热至170~180℃，然后均匀喷涂脱模剂，等待水汽蒸发；
步骤四：将步骤三所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。
本具有以下优点：
本发明通过采用熔融共混插层技术，将三元乙丙橡胶（EPDM）与POE插层于累托石（REC）中，REC得到良好分散，使符合发泡材料密度降低。相比于普通POE发泡材料，该材料密度降低7.49%~28.6%，而断裂伸长率可提高9.7%~40.8%，剥离强度可提高4.6%~20.3%，抗张强度最大可提高16.8%。本发明的制备方法简单，易于操作。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明的原料包含有以下重量份的组分：
乙烯-辛烯共弹性体：60~80份
乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物：10~20份
乙烯醋酸乙烯共聚树脂：10~20份
硬脂酸：0.5~1份
发泡剂：2~3.5份
架桥剂：0.8~1.5份
发泡助剂：1~2.5份。
上述的原料中还包含有以下重量份的组分：
累托石：0~5份。
上述的乙烯-辛烯共弹性体采用熔指为2~5的乙烯-辛烯共弹性体。
上述的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物采用乙烯丙烯比为80/20~65/25的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物。
上述的乙烯醋酸乙烯共聚树脂采用醋酸乙烯质量百分比为15%~18%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
上述的硬脂酸为含量≥99%的含18个碳原子的饱和脂肪酸。
上述的发泡剂选取发气量大于200ml/g、分解温度在203 ± 3℃的偶氮二甲酰胺。
上述的架桥剂选取质量分数≥98.0%，总挥发物含≤0.3%的过氧化二异丙苯。
上述的发泡助剂选取采用间接法制备且含量≥99%的氧化锌。
本发明的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：将0~5重量份的累托石、60~80重量份的乙烯-辛烯共弹性体、10~20重量份的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物、10~20重量份的乙烯醋酸乙烯共聚树脂以及2~3.5重量份的发泡剂、0.8~1.5重量份的架桥剂、1~2.5重量份的发泡助剂以及0.5~1重量份的硬脂酸加入到密炼机中，在30rpm/min的转速下混炼10min得混合物；
步骤二：将步骤一所得的混合物在开放式双辊开炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
步骤三：预先将硫化机内嵌模具加热至170~180℃，然后均匀喷涂脱模剂，等待水汽蒸发；
步骤四：将步骤三所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。
上述的制备方法中，所述的乙烯-辛烯共弹性体采用熔指为2~5的乙烯-辛烯共弹性体；
所述的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物采用乙烯丙烯比为80/20~65/25的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物；
所述的乙烯醋酸乙烯共聚树脂采用醋酸乙烯质量百分比为15%~18%的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
所述的硬脂酸为含量≥99%的含18个碳原子的饱和脂肪酸。
所述的发泡剂选取发气量大于200ml/g、分解温度在203 ± 3℃的偶氮二甲酰胺；
所述的架桥剂选取质量分数≥98.0%，总挥发物含≤0.3%的过氧化二异丙苯；
所述的发泡助剂选取优质间接法含量≥99%的氧化锌。
实施例1：
1）将180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.203cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为243.57%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.553N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为68%。
实施例2：
1）将1.5g REC、180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.188cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为267.327%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.582N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为68%。
实施例3：
1）将3.0g REC、180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.169cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为299.041%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.594N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为66.7%。
实施例4：
1）将6.0g REC、180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.158cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为306.752%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.707N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为66%。
实施例5：
1）将9.0g REC、180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.154cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为343.046%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.689N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为65.7%。
实施例6：
1）将12.0g REC、180g POE、60g EPDM、60g EVA、8.4g发泡剂、3g架桥剂、2.4g硬脂酸以及1.5g发泡助剂一起加入到密炼机中，充分混炼均匀，混炼温度为100℃，转速为30rpm/min，时间为10min；
2）将步骤1）所得的混合物在开放式双辊混炼机上压制成厚度为2~3mm的薄片；
3）预先将硫化机内嵌模具加热至170℃，然后均匀地喷涂上脱模剂，等待水汽蒸发；
4）将步骤3）所得的片材放入硫化机，进行压模交联发泡成型出片，室温下冷却，得到新型POE/EPDM/REC复合发泡材料。按GB/T6343-2009测试其密度为0.145cm3，按GB/T 6344-2008测试其断裂伸长率为360.753%，按GB/T 3903.29-2008测试其剥离强度为1.865N/mm。按GB/T 10652-2001测试其回弹性为64.5%。
本发明所涉及的POE/EPDM/REC复合发泡材料，相比于普通POE发泡材料，该材料密度降低7.49%~28.6%，而断裂伸长率可提高9.7%~40.8%，剥离强度可提高4.6%~20.3%，抗张强度最大可提高16.8%。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
其原料包含有以下重量份的组分：
乙烯-辛烯共弹性体：60~80份；
乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物：10~20份；
乙烯醋酸乙烯共聚树脂：10~20份；
硬脂酸：0.5~1份；
发泡剂：2~3.5份；
架桥剂：0.8~1.5份；
发泡助剂：1~2.5份；
累托石：0~5份，累托石添加量大于0。
2.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的乙烯-辛烯共弹性体采用熔指为2~5的乙烯-辛烯共弹性体。
3.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物采用乙烯丙烯比为80/20~65/25的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的乙烯醋酸乙烯共聚树脂采用醋酸乙烯质量百分比为15%~18%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的硬脂酸为含量≥99%的含18个碳原子的饱和脂肪酸。
6.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的发泡剂选取发气量大于200ml/g、分解温度在203 ± 3℃的偶氮二甲酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的架桥剂选取质量分数≥98.0%，总挥发物含≤0.3%的过氧化二异丙苯。
8.根据权利要求1所述的一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料，其特征在于：
所述的发泡助剂选取采用间接法制备且含量≥99%的氧化锌。
9.一种POE/EPDM/累托石复合发泡材料的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：将0~5重量份的累托石、60~80重量份的乙烯-辛烯共弹性体、10~20重量份的乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃三元共聚物、10~20重量份的乙烯醋酸乙烯共聚树脂以及2~3.5重量份的发泡剂、0.8~1.5重量份的架桥剂、1~2.5重量份的发泡助剂以及0.5~1重量份的硬脂酸加入到密炼机中，在30rpm/min的转速下混炼10min得混合物；
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步骤三：预先将硫化机内嵌模具加热至170~180℃，然后均匀喷涂脱模剂，等待水汽蒸发；
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Granted publication date: 20141015 Termination date: 20211025 |
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