CN111662513A - 发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：将三元乙丙橡胶，填充油，发泡剂，硫化剂和一部分助剂混合，混炼并造粒，制备橡胶预交联母粒；通过拉伸流变挤出工艺，将所述橡胶预交联母粒与聚丙烯，剩余的助剂共混挤出，所述共混挤出的温度不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于所述发泡剂的分解温度，制备TPV预发泡材料；在不低于所述发泡剂的分解温度的条件下，将所述TPV预发泡材料挤出。可使发泡剂均匀分散于TPV材料中形成TPV预发泡材料，以及缩短物料动态硫化过程中的热历程，保证发泡剂具有良好的活性，避免发泡剂失活，提高了发泡倍率。

Description

发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法和应用。
背景技术
当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。实验证明，若汽车整车重量降低10％，燃油效率可提高6％-8％；汽车整车质量每减少100公斤，每百公里油耗可降低0.3-0.6升；汽车重量降低1％，油耗可降低0.7％，目前国外汽车的内饰件已基本实现高分子材料化，并且非常关注材料的可回收性。
热塑性动态硫化橡胶(TPV)是利用动态硫化技术制备的一种热塑性弹性体，这种热塑性硫化橡胶采用动态硫化法制备，即在橡胶和热塑性塑料熔融共混的过程中使橡胶硫化，硫化橡胶作为分散相分布在作为连续相的热塑性塑料中，形成独特海-岛结构。作为分散相的硫化橡胶赋予材料高弹性，在很多领域都可以替代橡胶使用，作为连续相的热塑性塑料赋予材料优异的加工性能，使TPV材料在应用时，成型工艺简单，加工周期短，且可回收利用。因此，TPV材料应用相当广泛，在汽车行业，建筑行业，医疗行业，电子电器行业都有广泛应用，如汽车密封条，软管，防尘罩，门窗密封垫，线缆等。
特别是，由于热塑性动态硫化橡胶材料具有良好的弹性、耐压缩变形性、耐老化性、较广的使用温度范围且可回收再利用等特点，将其应用于汽车密封条领域时，既可以保证使用性能，又具有节约成本和使汽车轻量化的双重优势。
CN 110291143A公开以一种用于微球发泡的TPV，通过将TPV与微球膨胀发泡剂混合后进行发泡，可以改进物理性能(例如拉伸强度)却没有显著增加硬度。
CN 105295200A公开一种导电的发泡TPV，将导电TPV制备完成后，混入化学发泡剂(AC发泡剂)后发泡成型，制备具有导电特性的发泡TPV。
CN 107200931A公开了一种微孔发泡的密封条，将TPV制备并且预成型后，再置于物理发泡装置中发泡，再次成型制备密封条。
但是，在TPV发泡技术中，仍有一些尚未充分解决的问题。大多数发泡TPV的制备都是将现有的TPV与发泡母粒(或发泡剂)混合，再进行成型加工，通常TPV颗粒与发泡母粒(或发泡剂)的混合难以达到非常均匀的程度，而发泡成型的设备混合能力有限，最终的产品可能存在局部发泡不均、不同区域性能不一致的问题。特别是当发泡母料(或发泡剂)和TPV颗粒之间存在明显的粒径差异或密度差异时，混合不均的问题给制品加工企业带来了不小的困扰。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种物料混合均匀，发泡均匀，发泡倍率高，适用于发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法。
技术方案如下：
将三元乙丙橡胶，填充油，发泡剂，硫化剂和一部分助剂混合，混炼并造粒，制备橡胶预交联母粒；
通过拉伸流变挤出工艺，将所述橡胶预交联母粒与聚丙烯，剩余的助剂共混挤出，所述共混挤出的温度不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于所述发泡剂的分解温度，制备TPV预发泡材料；
在不低于所述发泡剂的分解温度的条件下，将所述TPV预发泡材料挤出。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、填充油、发泡剂、硫化机和助剂的配比如下：
Figure BDA0002561761210000031
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、填充油、发泡剂、硫化机和助剂的配比如下：
Figure BDA0002561761210000032
在其中一个实施例中，所述发泡剂的分解温度大于等于180℃。优选地，所述发泡剂的分解温度大于180℃。
在其中一个实施例中，所述发泡剂的分解温度为190℃-210℃。
在其中一个实施例中，所述发泡剂选自Hydrocerol-2026、EXPANCEL980DUX120(阿克苏诺贝尔)和AC7000DB/F(韩国锦洋)中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述拉伸流变挤出工艺的前段的温度为120℃-160℃；所述中段的温度为170℃-180℃；所述后段的温度为175℃-180℃。
在其中一个较为优选的实施例中，所述前段的温度为120℃-160℃；所述中段的温度为175℃；所述后段的温度为180℃。
在其中一个实施例中，在将所述TPV预发泡材料挤出的步骤中，所述挤出的温度为190℃-220℃。
在其中一个实施例中，所述混炼的温度为60-120℃；所述造粒的温度为60-120℃。
在其中一个实施例中，所述填充油为白油。
在其中一个实施例中，所述三元乙丙橡胶中降冰片烯的质量含量为3％-10％。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯的熔融温度为150℃-170℃。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯为高熔体强度的等规聚丙烯，熔融指数为0.5g/10min-5g/10min。
在其中一个实施例中，所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双-(叔丁基过氧化异丙基)苯和酚醛树脂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述助剂选自弹性体、填料、活化剂、硫化助剂、润滑剂和抗氧剂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述弹性体为POE或EVA或丙烯基弹性体。
在其中一个实施例中，所述填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑和炭黑中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述硫化助剂选自三丙烯基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和氯化亚锡中的至少一种。及/或，
在其中一个实施例中，所述活化剂选自氧化锌、硬脂酸和金属盐中的至少一种。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述助剂包括：
Figure BDA0002561761210000051
本发明还提供上述的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
本发明还提供上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的应用。技术方案如下：
一种密封条，其制备原料包括上述的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料；或上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，包括制备橡胶预交联母粒；再在不高于发泡剂的分解温度的条件下将橡胶预交联母粒和聚丙烯、助剂通过拉伸流变挤出机共混、挤出，制备TPV预发泡材料，以及在不低于发泡剂的分解温度的条件下，将所述TPV预发泡材料挤出成型的步骤。使用两步法制备TPV预发泡材料，可将发泡剂在材料熔融的条件下均匀地预分散于弹性体中，相对于发泡剂(或发泡剂母粒)与TPV颗粒的直接常温混合的形式具有明显的优势。
具体地，本发明选用分解温度大于等于所述聚丙烯的熔融温度的发泡剂，在不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于发泡剂的分解温度的条件下完成三元乙丙橡胶，发泡剂，硫化剂，聚丙烯，助剂的混合及动态硫化，使发泡剂均匀分散于TPV材料中形成TPV预发泡材料。由于TPV预发泡材料在动态硫化过程中尚未达到发泡剂的分解温度，发泡剂依然还保持有活性，发泡剂以类似于填料的形式存在于TPV预发泡材料中。同时，动态硫化过程创新性的使用了拉伸流变技术，可以缩短物料动态硫化过程中的热历程，能够更精准的控制反应温度，有利于保护热敏性的材料，保证发泡剂具有良好的活性，避免发泡剂在挤出阶段由于局部高温及长热历程而失活。在后续挤出成型加工过程，使用不低于发泡剂的分解温度(优选略高于发泡剂分解温度)的成型加工温度，发泡剂分解，提高了发泡倍率，且材料通过成型加工设备进入到模具完成成型加工。另外，由于发泡剂被均匀包覆于三元乙丙橡胶中，在后续分解发泡过程中直接在弹性体中胀开，具有更优异的闭孔发泡特性。
对于密封条制品企业，只需直接采购TPV预发泡材料直接加工成型，过程更为简单便捷，所制备的密封条制品性能更均匀稳定，易于实现大批量生产。
附图说明
图1为实施例1中的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的图片；
图2为对比例1中的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的图片。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种物料混合均匀，发泡均匀，发泡倍率高，适用于发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法。
技术方案如下：
将三元乙丙橡胶，填充油，发泡剂，硫化剂和一部分助剂混合，混炼并造粒，制备橡胶预交联母粒；
通过拉伸流变挤出工艺，将所述橡胶预交联母粒与聚丙烯，剩余的助剂共混挤出，所述共混挤出的温度不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于所述发泡剂的分解温度，制备TPV预发泡材料；
在不低于所述发泡剂的分解温度的条件下，将所述TPV预发泡材料挤出。
使用两步法制备TPV预发泡材料，可将发泡剂在材料熔融的条件下均匀地预分散于弹性体中，相对于发泡剂(或发泡剂母粒)与TPV颗粒的直接常温混合的形式具有明显的优势。
具体地，本发明选用分解温度大于等于所述聚丙烯的熔融温度的发泡剂，在不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于发泡剂的分解温度的条件下完成三元乙丙橡胶，发泡剂，硫化剂，聚丙烯，助剂的混合及动态硫化，使发泡剂均匀分散于TPV材料中形成TPV预发泡材料。由于TPV预发泡材料在动态硫化过程中尚未达到发泡剂的分解温度，发泡剂依然还保持有活性，发泡剂以类似于填料的形式存在于TPV预发泡材料中。同时，动态硫化过程创新性的使用了拉伸流变技术，可以缩短物料动态硫化过程中的热历程，能够更精准的控制反应温度，有利于保护热敏性的材料，保证发泡剂具有良好的活性，避免发泡剂在挤出阶段由于局部高温及长热历程而失活。在后续挤出成型加工过程，使用不低于发泡剂的分解温度(优选略高于发泡剂分解温度)的成型加工温度，发泡剂分解，提高了发泡倍率，且材料通过成型加工设备进入到模具完成成型加工。另外，由于发泡剂被均匀包覆于三元乙丙橡胶中，在后续分解发泡过程中直接在弹性体中胀开，具有更优异的闭孔发泡特性。
对于密封条制品企业，只需直接采购TPV预发泡材料直接加工成型，过程更为简单便捷，所制备的密封条制品性能更均匀稳定，易于实现大批量生产。
在其中一个实施例中，所述发泡剂的分解温度大于等于180℃(优选为大于180℃)。选用分解温度不低于180℃的发泡剂，在180℃以下完成三元乙丙橡胶，发泡剂，硫化剂，聚丙烯，助剂的混合及动态硫化，使发泡剂均匀分散于TPV材料中形成TPV预发泡材料。
在其中一个较为优选的实施例中，所述发泡剂的分解温度为190℃-210℃。
在其中一个更为优选的实施例中，所述发泡剂选自Hydrocerol-2026(科莱恩)、EXPANCEL 980DUX120(阿克苏诺贝尔)和、AC7000DB/F(韩国锦洋)中的至少一种。其中，Hydrocerol-2026可购自科莱恩公司，分解温度为200℃。EXPANCEL 980DUX120可购自阿克苏诺贝尔，分解温度为192℃。
在其中一个实施例中，所述混炼的温度为60-120℃；所述造粒的温度为60-120℃。
优选地，制备橡胶预交联母粒的步骤为：将三元乙丙橡胶，填充油，发泡剂，硫化剂和部分的助剂通过密炼双阶设备进行混炼造粒，混炼的温度为60-120℃；所述造粒的温度为60-120℃。
在其中一个实施例中，所述三元乙丙橡胶的降冰片烯质量含量为3％-10％。其中，所述三元乙丙橡胶可购自埃克森美孚公司，型号为V7500。
在其中一个实施例中，所述填充油为白油，所述白油可购自中海南联，型号为68#工业级白油。
在其中一个实施例中，所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷(双25)、双-(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIBP)和酚醛树脂中的至少一种。其中，所述BIBP可购自阿克苏诺贝尔，型号为Perkadox 14s-fl。所述酚醛树脂可购自上海宜永新材料，型号为酚醛树脂2402。
优选地，制备TPV预发泡材料的步骤为：在不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于发泡剂的分解温度的条件下，将所述橡胶预交联母粒与聚丙烯，剩余的助剂通过拉伸流变挤出机共混、挤出，设置前段、中段和后段，三段采用不同的温度。
动态硫化过程创新性的使用了拉伸流变技术，可以缩短物料动态硫化过程中的热历程，能够更精准的控制反应温度，有利于保护热敏性的材料，发泡剂可以保证更良好的活性，避免发泡剂在挤出阶段由于局部高温及长热历程导致发泡剂失活。
在其中一个实施例中，在所述通过拉伸流变挤出机共混挤出的步骤中，包括前段，中段和后段；所述前段的温度为120℃-160℃；所述中段的温度为170℃-180℃；所述后段的温度为175℃-180℃。
在其中一个较为优选的实施例中，所述前段的温度为120℃-160℃；所述中段的温度为175℃；所述后段的温度为180℃。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯的熔融温度为150℃-170℃。
在其中一个实施例中，所述聚丙烯为高熔体强度的等规聚丙烯，熔融指数为0.5g/10min-5g/10min。其中，所述聚丙烯可购自利安德巴赛尔。
优选地，将所述TPV预发泡材料挤出成型的步骤为：在不低于发泡剂的分解温度的条件下，将TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出；挤出机连接相应成型模具，挤出成型得到发泡TPV材料。
在其中一个实施例中，在将所述TPV预发泡材料挤出的步骤中，所述挤出的温度为170℃-190℃。
在其中一个实施例中，在将所述TPV预发泡材料挤出的步骤中，所述挤出的温度为190℃-220℃。
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、填充油、发泡剂、硫化机和助剂的配比如下：
Figure BDA0002561761210000101
在其中一个较为优选的实施例中，以重量份数计，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、填充油、发泡剂、硫化机和助剂的配比如下：
Figure BDA0002561761210000102
在其中一个实施例中，以重量份数计，所述助剂包括：
Figure BDA0002561761210000103
Figure BDA0002561761210000111
在其中一个实施例中，所述弹性体为POE或EVA或丙烯基弹性体。所述POE可购自陶氏公司，型号为8200。
在其中一个实施例中，所述填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑和炭黑中的至少一种。其中，碳酸钙可购自江西高峰，型号为轻质碳酸钙，粒径为3000目。
在其中一个实施例中，所述硫化助剂选自三丙烯基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和氯化亚锡中的至少一种。其中，所述三丙烯基异氰脲酸酯可购自广州高纳，TAIC。所述氯化亚锡可购自云南锡业股份有限公司，SnCl2。
在其中一个实施例中，所述活化剂选自氧化锌、硬脂酸和金属盐中的至少一种。其中，所述氧化锌可购自韩国大宇的ZnO。
在其中一个实施例中，所述润滑剂可购自道康宁的硅酮母粒，型号为BM50-001。
在其中一个实施例中，所述抗氧剂可购自巴斯夫，型号为B215。
本发明还提供上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
经测试，按照本发明提供的制备方法所得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料其发泡倍率可达2.37，说明发泡倍率高。
本发明还提供上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的应用。技术方案如下：
一种密封条，其制备原料包括上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料；或上述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000121
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
图1为实施例1中的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的图片，从图1中可看出，由于拉伸流变挤出机可以缩短物料动态硫化过程中的热历程，能够更精准的控制反应温度，避免了发泡剂在挤出阶段由于局部高温及长热历程而失活，对发泡剂起保护作用，使发泡剂(绝大部分甚至是全部)在后续S3挤出过程中才分解，故发泡效果较好，材料发泡后外观正常，符合生产要求。
实施例2
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000131
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
实施例3
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000141
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
实施例4
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000151
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
实施例5
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000161
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
对比例1
本对比例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本对比例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000171
(2)本对比例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段170℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
图2为对比例1中的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的图片，从图2中可看出，由于双螺杆挤出机对发泡剂的保护作用较差，TPV预发泡材料中发泡剂已经部分失效，故发泡效果较差，材料发泡后表现出部分塌陷。
对比例2
本对比例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本对比例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000181
Figure BDA0002561761210000191
(2)本对比例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段170℃，后段180℃，得到TPV材料。
S3将上述TPV材料与发泡剂用高混机混合均匀，通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
对比例3
本对比例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本对比例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000192
(2)本对比例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将预交联母粒，PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂通过高混机混合后直接投入到拉伸流变挤出机中，挤出温度：前段160℃-190℃，中段200℃，后段210℃，后接发泡型材口模，得到TPV发泡型材。
对比例4
本对比例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本对比例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000201
(2)本对比例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度为170℃-190℃，得到发泡TPV型材。
对比例5
本实施例提供一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料及其制备方法。
(1)本实施例中TPV发泡材料由如下质量份数的原料制备而成：
Figure BDA0002561761210000211
(2)本实施例制备方法如下：
S1将EPDM，POE，白油，碳酸钙，发泡剂，硫化剂，硫化助剂通过密炼双阶设备进行混炼并造粒，密炼温度90℃，造粒温度60℃-120℃，制得橡胶预交联母粒；
S2将上述S1橡胶母粒与PP，活化剂，抗氧剂，润滑剂充分混合后通过拉伸流变挤出机挤出造粒，挤出温度：前段120℃-160℃，中段175℃，后段180℃，得到TPV预发泡材料。
S3将上述TPV预发泡材料通过单螺杆挤出机挤出成型，挤出温度190℃-220℃，得到发泡TPV型材。
对上述实施例1-5及对比例1-5所得TPV发泡材料进行测试，其性能结果如下表所示：
Figure BDA0002561761210000221
发泡倍率测试：发泡倍率为发泡前后体积比。
从实施例1-5可以看到，本发明的技术方案制备的TPV材料发泡细腻均匀，发泡倍率高，且性能优良。比较实施例1和对比例1的结果可知，采用拉伸流变挤出设备工艺，TPV发泡倍率明显高于采用普通双螺杆设备，说明本技术方案中的预发泡TPV发泡剂可以保持更好的活性。比较实施例1和对比例2的结果可知，若是发泡剂没有预先分散在TPV材料中，发泡均一性较差，发泡倍率低且相对性能较差。比较实施例1和对比例3的结果可知，使用本方案制备TPV预发泡材料，相对于先将发泡剂和TPV颗粒常温混合，再挤出的制备方法，发泡效果更好。比较实施例1和对比例4的结果可知，本技术方案需要严格控制S3的工艺参数。比较实施例1和对比例5的结果可知，本技术方案对发泡剂种类的选择非常重要。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将三元乙丙橡胶，填充油，发泡剂，硫化剂和一部分助剂混合，混炼并造粒，制备橡胶预交联母粒；
通过拉伸流变挤出工艺，将所述橡胶预交联母粒与聚丙烯，剩余的助剂共混挤出，所述共混挤出的温度不低于所述聚丙烯的熔融温度，且不高于所述发泡剂的分解温度，制备TPV预发泡材料；
在不低于所述发泡剂的分解温度的条件下，将所述TPV预发泡材料挤出。
2.根据权利要求1所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述三元乙丙橡胶、聚丙烯、填充油、发泡剂、硫化机和助剂的配比如下：
Figure FDA0002561761200000011
3.根据权利要求1所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂的分解温度大于等于180℃。
4.根据权利要求3所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述发泡剂的分解温度为190℃-210℃。
5.根据权利要求1所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述拉伸流变挤出工艺的前段的温度为120℃-160℃，中段的温度为170℃-180℃，后段的温度为175℃-180℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述混炼的温度为60-120℃；所述造粒的温度为60-120℃；及/或，
在将所述TPV预发泡材料挤出的步骤中，所述挤出的温度为190℃-220℃。
7.根据权利要求1-5任一项所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯为高熔体强度的等规聚丙烯，熔融指数为0.5g/10min-5g/10min；及/或，
所述三元乙丙橡胶中降冰片烯的质量含量为3％-10％；及/或，所述硫化剂选自2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双-(叔丁基过氧化异丙基)苯和酚醛树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1-6任一项所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述助剂包括：
Figure FDA0002561761200000021
所述弹性体为POE或EVA或丙烯基弹性体；及/或，
所述填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑和炭黑中的至少一种；及/或，
所述硫化助剂选自三丙烯基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和氯化亚锡中的至少一种；及/或，
所述活化剂选自氧化锌、硬脂酸和金属盐中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
10.一种密封条，其特征在于，其制备原料包括根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的发泡热塑性动态硫化橡胶材料；或权利要求9所述的发泡热塑性动态硫化橡胶材料。
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