[发明专利]一种微孔发泡EPDM及其制备方法

说明书

本发明提供一种微孔发泡EPDM及其制备方法，包括EPDM、环烷油、炭黑、白炭黑、硫磺、促进剂二乙基硫脲、促进剂二丁基二硫氨基甲酸锌、氧化锌、硬酯酸、发泡剂超细化碳酸氢钠颗粒和抗氧剂2,6‑二叔丁基对甲酚。所述超细化碳酸氢钠颗粒的制备包括如下步骤：将碳酸氢钠、有机化改性氧化石墨烯和表面活性剂按100：0.1～1.5：1～8的质量比投入到行星式球磨机中，采用球磨工艺制得超细化碳酸氢钠颗粒。相比市售碳酸氢钠粗颗粒，本发明所用的超细化碳酸氢钠颗粒更能有效促使在微孔发泡EPDM中形成微米级泡孔结构，在拉伸强度和延伸率方面均优于市售碳酸氢钠发泡EPDM，且导热系数低于市售碳酸氢钠发泡EPDM，具有更好隔热保温作用。

技术领域

本发明涉及一种微孔发泡材料，具体涉及微孔发泡EPDM及其制备方法。

背景技术

20世纪80年代初，麻省理工学院Martini等人创新性地提出了泡孔尺寸为0.1～10μm、泡孔密度为10⁹～10¹²个/cm^-3的发泡材料为微孔发泡材料。这种微孔发泡材料不仅具有普通发泡材料密度低、隔热性能优良、隔音效果好等特点，而且比强度高。由于微孔材料符合节能和环保的要求，因此高性能轻量化的微孔发泡材料已成为研究热点。

当前微孔发泡材料的制备方法主要有间歇成型法、超临界CO₂连续挤出成型法、超临界CO₂注射成型法和常规发泡方法。间歇成型法可以获得高质量的泡孔结构，但存在生产周期长、产品体积和形状受限等缺点，难以实际应用。超临界CO₂连续挤出成型和注射成型法可以连续生产，但存在专用设备特别昂贵、泡孔较大、泡孔大小较难控制等缺点。这些缺点限制了微孔发泡材料大规模生产和应用。

常规发泡方法是采用普通化学发泡剂制备微孔发泡材料，设备相对简单，但是发泡效果不理想。众所周知，发泡剂的粒子大小直接影响泡孔大小，进一步影响发泡材料的各项性能，设想减小发泡剂粒子的尺寸，理应得到泡孔尺寸较小的发泡材料。因此将化学发泡剂的尺寸减小至亚微米级，甚至是纳米级时，理论上便能在普通设备上制备出理想的微孔发泡材料，这将是一种低成本且稳定可靠获得微孔发泡材料的方法。

碳酸氢钠(NaHCO₃)作为一种典型的无机化学发泡剂，具有原料易得、价格低廉、分解时吸热低、产物CO₂在聚合物中易溶解扩散等优点，尤其是无毒性，更加适用于发泡食品包装等领域。但是市售的NaHCO₃粒子尺寸比较大，一般为几百微米，难以达到微孔发泡的要求。目前细化方法主要有机械粉碎法、冷冻干燥法、喷雾干燥法等。但是这些方法制得的NaHCO₃粒子尺寸还是比较大，最小的也有2.26μm。本发明采用球磨法制备超细化碳酸氢钠颗粒，该方法操作简便、易控制、能耗低，同时所获得的NaHCO₃粒子尺寸处于1μm以下，特别适用于微孔发泡材料的制备。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于制备一种微米级泡孔结构的微孔发泡EPDM，并提供其制备方法。

本发明技术方案如下：

一种微孔发泡EPDM，其配方为(按质量份)100份EPDM、5～50份环烷油、5～30份炭黑、5～20份白炭黑、3～8份硫磺、3～5份促进剂二乙基硫脲(DETU)、1～3份促进剂二丁基二硫氨基甲酸锌(ZDBC)、3～8份氧化锌、1～3份硬酯酸、1～5份发泡剂超细化碳酸氢钠、1～3份抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)。

所述的微孔发泡EPDM的制备方法，包括如下步骤：

(1)EPDM、环烷油、炭黑、白炭黑、氧化锌、硬酯酸、超细化碳酸氢钠颗粒、抗氧剂BHT加入到密炼机混炼15分钟，再加入硫磺、促进剂DETU、促进剂ZDBC混炼5分钟出料，经开炼机压片制得EPDM混炼胶胶片。

(2)上述EPDM混炼胶胶片经挤出成型-硫化发泡工艺后，制得微孔发泡EPDM材料。