CN105037961A - 一种改性epm发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种改性epm发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发泡材料领域，公开了一种改性EPM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：EPM？70～100phr、EVA？0～100phr、EAA？0～5phr、AC？2phr、DCP1.2phr、HSt？0.5phr、ZnSt2？0.5phr、ZnO？0.5phr和改性陶土10phr；本发明也公开了制备所述改性EPM发泡材料的方法，该方法工艺简单、生产成本低、且制备的改性EPM发泡材料具有较好的物理和机械性能。

Description

一种改性EPM发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及发泡材料领域，尤其涉及一种改性EPM发泡材料及其制备方法。
背景技术
以塑料、橡胶、弹性体等高分子材料为基体，内部充满气泡的孔状结构材料称为聚合物发泡材料。作为发泡材料中的一大类，聚合物发泡材料可以分为诸多品种，绝大部分热固性塑料和热塑性塑料一级橡胶均能被加工成发泡材料，其中以聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等聚合物为基体的发泡材料最为常见。在日常生活用品、运动领域、交通领域、建筑设施等行业中均可见证聚合物发泡材料的存在。
二元以丙胶(EPM)是乙烯、丙烯的无规共聚物，具有优良的耐热性和耐臭氧性，且价格低廉，是三元乙丙胶(EPDM)价格的60％左右。由于EPM分子中不仅含有双键，不易硫化，限制了其应用范围。目前EPM主要用在橡胶增韧塑料以及利用其优异的电绝缘性能用作电缆，而关于EPM高发弹性材料的研究和应用鲜有报道。为此，研究开发改性高发泡弹性材料具有科学意义和实际应用价值。
无机矿物材料填充改性橡胶，可以增大橡胶材料的体积、降低生产成本，改善橡胶加工工艺性能，同时减少半成品收缩率、提高半成品表面平坦性等，陶土的储量大、价格便宜、来源广，进过煅烧的陶土吸水性和水抽物含量降低，有害金属含量减少，可赋予硫化橡胶良好的物理性能，是常用的无机矿物材料，但是陶土表面含有大量羟基，在EPM中难以均匀分散，因此必须对陶土粉末进行表面改性。
综上所述，研发一种改性EPM发泡材料及其制备方法，以此提高发泡材料的物理和机械性能，显得格外重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术中的不足，本发明提供了一种物理和机械性能优良、生产工艺简单且生产成本较低的一种改性EPM发泡材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性EPM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：
进一步地，所述EPM为基本原料，所述EVA为改性材料，VA质量含量为15％，所述EAA为相容剂，AA质量含量为9％。
优选地，所述改性陶土选用的改性剂为稀土铝酸酯。
一种制备所述改性EPM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：
S1、改性陶土的制备：将陶土置于电热恒温干燥箱中进行预干燥，然后投入到预先加热至100℃的高速搅拌机中，称取一定质量分数的稀土铝酸酯改性剂，按改性剂：乙醇质量比为30:100溶于乙醇中，然后将改性剂/乙醇溶液按预先确定的比例加入高速搅拌机中，控制搅拌速度250r/min，改性20min后，卸料备用；
S2、密炼塑化：按照设计的配方，将EPM、EVA、EAA、AC、DCP、HSt、ZnSt2、ZnO和改性陶土依次加入加压式捏炼机中，进行密炼塑化；
S3、双辊混炼：将所述步骤S2中的物料置于开放式炼塑炼胶机中进行混炼，所述混炼过程中薄通6次，打三角包3次，平均拉出厚度为2mm的EPM片材试样；
S4、硫化发泡：将所述EPM片材试样计量后置于平板硫化机模具中，进行硫化发泡；
S5、冷却定型：将发泡体自然冷却2～3天，待产品充分冷却收缩后入库或加工。
进一步地，所述步骤S1中的预干燥温度为110℃，干燥时间3h。
进一步地，所述步骤S2中的密炼温度为85℃，时间为13min。
进一步地，所述步骤S3中的双辊混炼温度为80℃，混炼时间为10min。
进一步地，所述步骤S4中的硫化发泡温度为185℃，时间为15～20min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的发泡方法为模压发泡，制得的改性EPM发泡材料具有较低的发泡胶密度、较好的力学性能、较均匀的泡孔结构。
(2)本发明采用稀土铝酸酯对陶土进行改性，使得改性过的陶土亲油化度值最大，改性效果最好。
(3)本发明的发泡材料采用改性过的陶土作为填充增强材料，与未使用改性陶土的发泡材料相比，拉伸强度提高66.3％，撕裂强度提高27.8％，物理性能优良。
(4)本发明制备的改性EPM发泡材料的抗拉强度为2.68MPa，断裂伸缩率为350％，具有撕裂强度高、拉伸性能好和收缩率低等优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例公开了一种改性EPM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：EPM70phr、EVA30phr、EAA2phr、AC2phr、DCP1.2phr、HSt0.5phr、ZnSt20.5phr、ZnO0.5phr和改性陶土10phr；所述EPM为基本原料，所述EVA为改性材料，VA质量含量为15％，所述EAA为相容剂，AA质量含量为9％；所述改性陶土选用的改性剂为稀土铝酸酯。
本实施例还公开了制备所述改性EPM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：S1、改性陶土的制备：将陶土置于110℃的电热恒温干燥箱中干燥3h，然后投入到预先加热至100℃的高速搅拌机中，称取一定质量分数的稀土铝酸酯改性剂，按改性剂：乙醇质量比为30:100溶于乙醇中，然后将改性剂/乙醇溶液按预先确定的比例加入高速搅拌机中，控制搅拌速度250r/min，改性20min后，卸料备用；S2、密炼塑化：按照设计的配方，将EPM、EVA、EAA、AC、DCP、HSt、ZnSt2、ZnO和改性陶土依次加入加压式捏炼机中，于85℃密炼塑化13min；S3、双辊混炼：将所述步骤S2中的物料置于开放式炼塑炼胶机中进行混炼，双辊混炼温度为80℃，时间为10min，所述混炼过程中薄通6次，打三角包3次，平均拉出厚度为2mm的EPM片材试样；S4、硫化发泡：将所述EPM片材试样计量后置于平板硫化机模具中，进行硫化发泡，所述硫化发泡温度为185℃，时间为15～20min；S5、冷却定型：将发泡体自然冷却2～3天，待产品充分冷却收缩后入库或加工。
实施例2：
本实施例公开了一种改性EPM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：EPM80phr、EVA40phr、EAA3phr、AC2phr、DCP1.2phr、HSt0.5phr、ZnSt20.5phr、ZnO0.5phr和改性陶土10phr；所述EPM为基本原料，所述EVA为改性材料，VA质量含量为15％，所述EAA为相容剂，AA质量含量为9％；所述改性陶土选用的改性剂为稀土铝酸酯。
本实施例还公开了制备所述改性EPM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：S1、改性陶土的制备：将陶土置于110℃的电热恒温干燥箱中干燥3h，然后投入到预先加热至100℃的高速搅拌机中，称取一定质量分数的稀土铝酸酯改性剂，按改性剂：乙醇质量比为30:100溶于乙醇中，然后将改性剂/乙醇溶液按预先确定的比例加入高速搅拌机中，控制搅拌速度250r/min，改性20min后，卸料备用；S2、密炼塑化：按照设计的配方，将EPM、EVA、EAA、AC、DCP、HSt、ZnSt2、ZnO和改性陶土依次加入加压式捏炼机中，于85℃密炼塑化13min；S3、双辊混炼：将所述步骤S2中的物料置于开放式炼塑炼胶机中进行混炼，双辊混炼温度为80℃，时间为10min，所述混炼过程中薄通6次，打三角包3次，平均拉出厚度为2mm的EPM片材试样；S4、硫化发泡：将所述EPM片材试样计量后置于平板硫化机模具中，进行硫化发泡，所述硫化发泡温度为185℃，时间为15～20min；S5、冷却定型：将发泡体自然冷却2～3天，待产品充分冷却收缩后入库或加工。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的发泡方法为模压发泡，制得的改性EPM发泡材料具有较低的发泡胶密度、较好的力学性能、较均匀的泡孔结构。
(2)本发明采用稀土铝酸酯对陶土进行改性，使得改性过的陶土亲油化度值最大，改性效果最好。
(3)本发明的发泡材料采用改性过的陶土作为填充增强材料，与未使用改性陶土的发泡材料相比，拉伸强度提高66.3％，撕裂强度提高27.8％，物理性能优良。
(4)本发明制备的改性EPM发泡材料的抗拉强度为2.68MPa，断裂伸缩率为350％，具有撕裂强度高、拉伸性能好和收缩率低等优点。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种改性EPM发泡材料，其特征在于，由以下重量份配比的原料制得：
2.根据权利要求1所述的一种改性EPM发泡材料，其特征在于，所述EPM为基本原料，所述EVA为改性材料，VA质量含量为15％，所述EAA为相容剂，AA质量含量为9％。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性EPM发泡材料，其特征在于，所述改性陶土选用的改性剂为稀土铝酸酯。
4.一种制备如权利要求1所述的改性EPM发泡材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、改性陶土的制备：将陶土置于电热恒温干燥箱中进行预干燥，然后投入到预先加热至100℃的高速搅拌机中，称取一定质量分数的稀土铝酸酯改性剂，按改性剂：乙醇质量比为30:100溶于乙醇中，然后将改性剂/乙醇溶液按预先确定的比例加入高速搅拌机中，控制搅拌速度250r/min，改性20min后，卸料备用；
S2、密炼塑化：按照设计的配方，将EPM、EVA、EAA、AC、DCP、HSt、ZnSt2、ZnO和改性陶土依次加入加压式捏炼机中，进行密炼塑化；
S3、双辊混炼：将所述步骤S2中的物料置于开放式炼塑炼胶机中进行混炼，所述混炼过程中薄通6次，打三角包3次，平均拉出厚度为2mm的EPM片材试样；
S4、硫化发泡：将所述EPM片材试样计量后置于平板硫化机模具中，进行硫化发泡；
S5、冷却定型：将发泡体自然冷却2～3天，待产品充分冷却收缩后入库或加工。
5.根据权利要求4所述的制备改性EPM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的预干燥温度为110℃，干燥时间3h。
6.根据权利要求5所述的制备改性EPM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S2中的密炼温度为85℃，时间为13min。
7.根据权利要求6所述的制备改性EPM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中的双辊混炼温度为80℃，混炼时间为10min。
8.根据权利要求4-7中任意一项权利要求所述的制备改性EPM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S4中的硫化发泡温度为185℃，时间为15～20min。
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