一種三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子技術(shù)材料領(lǐng)域，涉及一種三元乙丙橡膠泡沫材料及其制備方 法，特別是一種環(huán)保型三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料及其綠色制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 三元乙丙橡膠（EPDM)泡沫材料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性能、良好的電絕緣性能、耐 老化性能和防水性能，既可廣泛用于建筑、交通運(yùn)輸、包裝、體育等行業(yè)中，也可用作對環(huán)境 要求較高的電子、醫(yī)藥、軍工等領(lǐng)域的零部件或器械。因此，對EPDM泡沫材料及其制備方法 的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] EPDM泡沫材料通常采用硫磺、過氧化物[AzevedoBJoyce,ManuelAlpire Chavez,McleodePollmeros,etal.Theeffectofacrosslinkingagentonthe morphologyandphysicalandmechanicalpropertiesofpolymerfoamsbasedonEVA andEPDM.P0lymerS，2010,20(5):407-414]或其并用體系[牛杰，段宏，李俊源，等·配 方因素對EPDM發(fā)泡材料性能的影響.橡膠工業(yè)，2005, 52⑶：476-479]或借助于電子加速 器福照[MagdyMSenna,HusseinAYoussef，HannanMEyssa.Effectofelectronbeam irradiation,EPDMandazodicarbonamideonthefoampropertiesofLDPEsheet. Polymer-PlasticsTechnologyandEngineering, 2007, 46(10-12) :1093-1101]進(jìn)行硫 化交聯(lián)，并配合偶氮二甲酰胺等[張軍，許治昕.發(fā)泡劑對EPDM海綿性能的影響.橡膠工 業(yè)，2006, 53(11) :658-662]、[謝續(xù)兵，高小鈴等.一種制備均孔三元乙丙橡膠泡沫材料 的新方法.化工新型材料，2010, 38 (11) :46-48]進(jìn)行化學(xué)發(fā)泡而制得，采用化學(xué)發(fā)泡劑， 一則成本較高，對環(huán)境有害，并且殘余物在制品中分解可能會引起機(jī)械性能下降，二則硫化 速率與發(fā)泡速率難以匹配，較難得到均勻細(xì)密且重復(fù)性較好的泡孔結(jié)構(gòu)，此外采用電子加 速器輻照不適于處理較厚的塊材，限制其應(yīng)用；而采用注壓法物理發(fā)泡雖已廣泛應(yīng)用于熱 塑性材料的工業(yè)加工領(lǐng)域，但在彈性體加工方面尚不夠成熟，且在后續(xù)的注射和成型、發(fā)泡 和模具硫化等工藝過程中容易出現(xiàn)制品發(fā)泡不均勾的現(xiàn)象[HaberstrohE，0pdenwinkel K.PhysicalofEPDMandNBRintheinjectionmouldingprocess.KautschukUndGummi Kunststoffe, 2008, 61(5):254-258]〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 作為各種廣泛且細(xì)致的研究和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以乙丙橡 膠為原料，通過混煉后采用溶析成孔和γ射線輻射交聯(lián)，得到的泡沫材料具有泡孔均勻、 質(zhì)地柔韌、彈性良好等優(yōu)點(diǎn)?；谶@種發(fā)現(xiàn)，完成了本發(fā)明。
[0005] 本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料，其具有泡孔均 勻且不易團(tuán)聚或者塌陷、色澤乳白、質(zhì)地柔韌、彈性良好、無異味等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種三元乙丙橡膠基微孔化 泡沫材料，所述泡沫材料的配方組成按重量計(jì)為：三元乙丙橡膠100份、功能劑10~50份、 輻射敏化劑〇~5份。
[0008] 優(yōu)選的是，所述泡沫材料的配方組成按重量計(jì)為：三元乙丙橡膠100份、功能劑30 份、輻射敏化劑2份。
[0009] 優(yōu)選的是，所述所述三元乙丙橡膠為1705、4570、4770R、CP80三元乙丙橡膠中的 任意一種；所述輻射敏化劑為三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙基異氰尿酸酯、三羥甲基丙烷三甲 基丙烯酸酯中的任意一種；所述功能劑為白炭黑、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或幾種的組 合。
[0010] 本發(fā)明還提供一種上述的三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料的制備方法，包括以下 步驟：
[0011] 步驟一、按重量份，取三元乙丙橡膠、功能劑、輻射敏化劑和100~300份成孔劑， 加入雙輥開煉機(jī)中，在100~110°c下混煉20~30分鐘，然后將經(jīng)混煉的膠料靜儲24~ 48小時，之后再次在同樣溫度下返煉10~15分鐘，隨后在壓力130~150kg.cm2和溫度 120~130°C的條件下壓制成為片材或塊材；
[0012] 步驟二、將成型后的片材或塊材，置于30~50°C水浴中浸泡20~30小時，取出后 在40~50°C下鼓風(fēng)干燥10~20小時；
[0013] 步驟三、將干燥后的片材或塊材塑封后，置于6°C〇y輻射場中吸收劑量率100~ 200Gy.min1的位置室溫下輻照50~500min完成交聯(lián)，得到三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材 料。
[0014] 優(yōu)選的是，所述功能劑為白炭黑、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或幾種的組合。
[0015] 優(yōu)選的是，所述功能劑由重量比為1~3:0~3:0~3的白炭黑、氫氧化鎂、氫氧 化鋁混合組成。
[0016] 優(yōu)選的是，所述成孔劑為尿素、碳酸銨、硝酸鉀中的任意一種；所述成孔劑在使用 前進(jìn)行研磨，得到粒度小于500μm的顆粒。
[0017] 優(yōu)選的是，所述片材或塊材的厚度為2mm~10cm。
[0018] 優(yōu)選的是，將所述步驟二和步驟三的操作順序互換，即將成型后的片材或塊材片 材或塊材塑封后，置于6°Coγ輻射場中吸收劑量率100~200Gy.min1的位置室溫下輻照 50~500min完成交聯(lián)，然后將完成交聯(lián)后的片材或塊材拆除塑封，置于30~50°C水浴中 浸泡20~30小時，取出后在40~50°C下鼓風(fēng)干燥10~20小時，得到三元乙丙橡膠基微 孔化泡沫材料。
[0019] 優(yōu)選的是，將所述步驟二和步驟三的操作過程同步進(jìn)行，即將成型后的片材或塊 材，置于30~50°C水浴中浸泡的同時轉(zhuǎn)移至6°Coγ輻射場中，在吸收劑量率100~200Gy. min1的位置室溫下福照50~500min完成交聯(lián)，然后繼續(xù)在30~50°C的水浴中浸泡20~ 30小時，取出后在40~50°C下鼓風(fēng)干燥10~20小時；得到三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材 料。
[0020] 本發(fā)明中采用的輻射敏化劑均為市售環(huán)保型化學(xué)試劑三烯丙基氰尿酸酯、三烯丙 基異氰尿酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一種，這些化學(xué)試劑能夠在被射線 輻射時產(chǎn)生自由基。
[0021] 本發(fā)明中步驟三中為一次性完成交聯(lián)反應(yīng)，無需進(jìn)行多次交聯(lián)，同時吸收劑量率 也可不受限制。
[0022] 本發(fā)明中功能劑即具有補(bǔ)強(qiáng)的作用，同時具有阻燃的作用。
[0023] 本發(fā)明至少包括以下有益效果：
[0024] (1)本發(fā)明采用的制備方法，不僅控制方便、節(jié)能環(huán)保、工藝簡潔，而且重現(xiàn)性好、 成品率高、生產(chǎn)效率高，不失為一種綠色制備方法。本發(fā)明在成孔階段采用溶析法，避免了 采用化學(xué)發(fā)泡時需要協(xié)調(diào)交聯(lián)與發(fā)泡速度的匹配、多次交聯(lián)的劑量分配等問題，同時在此 過程中使用溫水即可，成孔劑亦可回收再利用，更有利于節(jié)約成本。本發(fā)明在交聯(lián)階段借助 于γ射線輻射，可成功處理較厚的塊狀樣品。
[0025] (2)本發(fā)明所制備的三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料，泡孔均勻且不易團(tuán)聚或者 塌陷、色澤乳白、質(zhì)地柔韌、彈性良好、無異味。
[0026] (3)本發(fā)明為一種制備三元乙丙橡膠基微孔化泡沫材料的優(yōu)選方法，該方法為進(jìn) 一步研究綜合性能優(yōu)異的多用途乙丙橡膠基微孔化泡沫材料提供了非常簡捷且重現(xiàn)性很 好的技術(shù)路徑。
[0027] 本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本 發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】：
[0028] 圖1