CN105061906A - 一种epdm发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发泡材料领域，公开了一种EPDM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：三元乙丙橡胶EPDM？100phr、炭黑N55020～50phr、石蜡油30phr、偶氮二甲酰胺3～15phr、硫磺1.5phr、促进剂D？0.5phr、促进剂MBT？1.5phr、促进剂TMTD？0.5phr、氧化钙2phr、氧化锌5phr和硬脂酸3phr；本发明也公开了制备所述EPDM发泡材料的方法，该方法工艺简单、生产成本低、且制备的EPDM发泡材料力学性能较好、低温阻尼性能优良、能量吸收率较高。

Description

一种EPDM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EPDM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。
三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯以及少量的第三单体共聚而成的橡胶，它的主链上是由化学稳定的饱和烃组成，只是在侧链中含有不饱和双键，分子内无极性取代基，分子内聚能低，分子链在较宽的温度范围内保持柔性；因而具有优异的化学稳定性，耐老化性、耐化学药品性、电绝缘性，冲击弹性和低温性能，以及耐热水性能等；三元乙丙橡胶(EPDM)泡沫材料具有优异的缓冲、密封、隔热、隔音等性能，可应用于建筑、交通运输、包装等领域。
由于现在工业中许多领域对EPDM发泡材料的能量吸收率、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、耐高温、阻尼等性能有更高的要求，因此研发出新型的EPDM发泡材料使其具备上述优良的性能，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，本发明提供了一种力学性能较好、低温阻尼性能优良、能量吸收率较高、生产工艺简单且生产成本较低的一种EPDM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EPDM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：
具体地，所述EPDM门尼粘度为40，乙烯含量为55wt％，ENB含量为5.0。
本发明还提供了一种制备EPDM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：
S1、塑炼：先将EPDM基料在开炼机中塑炼5min，得到混炼胶1；
S2、混炼：再依次加入炭黑、石蜡油、氧化钙和硬脂酸，进行混炼，得到混炼胶2；
S3、预硫化：向所述混炼胶2中加入硫磺进行预硫化，得到预硫化胶；
S4、二次混炼：向所述预硫化胶中加入硫磺和硫化体继续混炼5min，得到混凝胶3；
S5、出片制样：将所述步骤S4中的混凝胶3进行出片制样，试样标准为10cm×10cm×0.5cm；
S6、发泡：将所述步骤S5中的样品在热循环烘箱中进行自由发泡，得到发泡材料。
进一步地，所述步骤S1中的开炼机为双辊式开炼机，所述双辊式开炼机的辊温为40℃。
进一步地，所述步骤S2中的混炼温度为50℃，混炼时间为10min。
进一步地，所述步骤S3中的预硫化温度为170℃，时间为10min。
进一步地，所述步骤S6中的发泡温度为180～195℃，时间为10～30min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的发泡方法为热空气自由发泡，制得的EPDM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)本发明生产EPDM工艺过程中使用了预硫化工艺，使胶料在发泡之前建立一定的交联度为手段，一方面延长了橡胶分子链的松弛时间，使发泡过程中从一种平衡状态向另一种平衡状态的转化速率降低，提高了泡孔结构的稳定性；另一方面通过控制交联速率，减少了发泡剂的早期浪费，提高了发泡剂的利用效率。
(3)本发明采用的发泡剂用量为12phr时，材料的能量吸收率最高。
(4)本发明制备的EPDM发泡材料，玻化温度在-30～-40℃，损耗正切峰值为0.8～1.0，满足了阻尼用聚合物材料的相关要求。
具体实施方式
下面对本实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EPDM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：三元乙丙橡胶EPDM100phr、炭黑N55020phr、石蜡油30phr、偶氮二甲酰胺8phr、硫磺1.5phr、促进剂D0.5phr、促进剂MBT1.5phr、促进剂TMTD0.5phr、氧化钙2phr、氧化锌5phr和硬脂酸3phr，所述EPDM门尼粘度为40，乙烯含量为55wt％，ENB含量为5.0。
本实施例还公开了制备所述EPDM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：S1、塑炼：先将EPDM基料在辊温为40℃的双辊式开炼机中塑炼5min，得到混炼胶1；S2、混炼：再依次加入炭黑、石蜡油、氧化钙和硬脂酸，与50℃混炼10min，得到混炼胶2；S3、预硫化：向所述混炼胶2中加入硫磺进行预硫化，预硫化温度为170℃，时间为10min，得到预硫化胶；S4、二次混炼：向所述预硫化胶中加入硫磺和硫化体继续混炼5min，得到混凝胶3；S5、出片制样：将所述步骤S4中的混凝胶3进行出片制样，试样标准为10cm×10cm×0.5cm；S6、发泡：将所述步骤S5中的样品在热循环烘箱中于180～195℃进行自由发泡，发泡时间为10～30min，得到发泡材料。
实施例2：
本实施例公开了一种EPDM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：三元乙丙橡胶EPDM100phr、炭黑N55020phr、石蜡油40phr、偶氮二甲酰胺12phr、硫磺1.5phr、促进剂D0.5phr、促进剂MBT1.5phr、促进剂TMTD0.5phr、氧化钙2phr、氧化锌5phr和硬脂酸3phr，所述EPDM门尼粘度为40，乙烯含量为55wt％，ENB含量为5.0。
本实施例还公开了制备所述EPDM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：S1、塑炼：先将EPDM基料在辊温为40℃的双辊式开炼机中塑炼5min，得到混炼胶1；S2、混炼：再依次加入炭黑、石蜡油、氧化钙和硬脂酸，与50℃混炼10min，得到混炼胶2；S3、预硫化：向所述混炼胶2中加入硫磺进行预硫化，预硫化温度为170℃，时间为10min，得到预硫化胶；S4、二次混炼：向所述预硫化胶中加入硫磺和硫化体继续混炼5min，得到混凝胶3；S5、出片制样：将所述步骤S4中的混凝胶3进行出片制样，试样标准为10cm×10cm×0.5cm；S6、发泡：将所述步骤S5中的样品在热循环烘箱中于180～195℃进行自由发泡，发泡时间为10～30min，得到发泡材料。
实施例3：
本实施例公开了一种EPDM发泡材料，由以下重量份配比的原料制得：三元乙丙橡胶EPDM100phr、炭黑N55050phr、石蜡油30phr、偶氮二甲酰胺15phr、硫磺1.5phr、促进剂D0.5phr、促进剂MBT1.5phr、促进剂TMTD0.5phr、氧化钙2phr、氧化锌5phr和硬脂酸3phr，所述EPDM门尼粘度为40，乙烯含量为55wt％，ENB含量为5.0。
本实施例还公开了制备所述EPDM发泡材料的方法，具体包括以下步骤：S1、塑炼：先将EPDM基料在辊温为40℃的双辊式开炼机中塑炼5min，得到混炼胶1；S2、混炼：再依次加入炭黑、石蜡油、氧化钙和硬脂酸，与50℃混炼10min，得到混炼胶2；S3、预硫化：向所述混炼胶2中加入硫磺进行预硫化，预硫化温度为170℃，时间为10min，得到预硫化胶；S4、二次混炼：向所述预硫化胶中加入硫磺和硫化体继续混炼5min，得到混凝胶3；S5、出片制样：将所述步骤S4中的混凝胶3进行出片制样，试样标准为10cm×10cm×0.5cm；S6、发泡：将所述步骤S5中的样品在热循环烘箱中于180～195℃进行自由发泡，发泡时间为10～30min，得到发泡材料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用的发泡方法为热空气自由发泡，制得的EPDM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)本发明生产EPDM工艺过程中使用了预硫化工艺，使胶料在发泡之前建立一定的交联度为手段，一方面延长了橡胶分子链的松弛时间，使发泡过程中从一种平衡状态向另一种平衡状态的转化速率降低，提高了泡孔结构的稳定性；另一方面通过控制交联速率，减少了发泡剂的早期浪费，提高了发泡剂的利用效率。
(3)本发明采用的发泡剂用量为12phr时，材料的能量吸收率最高。
(4)本发明制备的EPDM发泡材料，玻化温度在-30～-40℃，损耗正切峰值为0.8～1.0，满足了阻尼用聚合物材料的相关要求。
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 (7)

1.一种EPDM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EPDM发泡材料，其特征在于，所述EPDM门尼粘度为40，乙烯含量为55wt％，ENB含量为5.0。
3.一种制备如权利要求1所述的EPDM发泡材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、塑炼：先将EPDM基料在开炼机中塑炼5min，得到混炼胶1；
S2、混炼：再依次加入炭黑、石蜡油、氧化钙和硬脂酸，进行混炼，得到混炼胶2；
S3、预硫化：向所述混炼胶2中加入硫磺进行预硫化，得到预硫化胶；
S4、二次混炼：向所述预硫化胶中加入硫磺和硫化体继续混炼5min，得到混凝胶3；
S5、出片制样：将所述步骤S4中的混凝胶3进行出片制样，试样标准为10cm×10cm×0.5cm；
S6、发泡：将所述步骤S5中的样品在热循环烘箱中进行自由发泡，得到发泡材料。
4.根据权利要求3所述的制备EPDM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S1中的开炼机为双辊式开炼机，所述双辊式开炼机的辊温为40℃。
5.根据权利要求4所述的制备EPDM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S2中的混炼温度为50℃，混炼时间为10min。
6.根据权利要求5所述的制备EPDM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中的预硫化温度为170℃，时间为10min。
7.根据权利要求4-6中任意一项权利要求所述的制备EPDM发泡材料的方法，其特征在于，所述步骤S6中的发泡温度为180～195℃，时间为10～30min。
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