CN102585384A - 一种环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用闭孔二次发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用闭孔二次发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料及其制备方法，以下重量份的原料：三元乙丙橡胶60～120份；丁腈橡胶27～36份；碳黑8～15份；镁强粉10～15份；美国白土15～35份；软化油10～15份；发泡剂2～3份；硫磺促进剂1.5～2份；氧化锌4～6份；硬脂酸1.5～2.5份。本发明解决了并用胶性能及降低成本，提高NBR的耐臭氧性、耐气候、耐低温等性能及介电等性能；并克服现有发泡材料中卤素含量较高的缺点。

Description

一种环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用闭孔二次发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料及其制备方法。
背景技术
三元乙丙橡胶EPDM是乙烯、丙烯及不饱和第三单体的共聚物，是一种高饱和度橡胶，具有优异的耐热、耐臭氧、耐酸碱、耐天候老化、抗疲劳、抗撕裂等性能，可以在-60℃～135℃条件下长期使用，广泛应用于汽车制造业、建筑业、电线电缆和聚合物改性等领域，其分子链基本上为脂肪族饱和链，缺少活性基团和极性取代基团，因此硫化速度较慢，耐油性及粘合性较差。
丁腈橡胶具有良好的耐油性、耐磨性、粘结强度、压缩变形小、机械性能高等特性，但其耐天候老化和耐臭氧性能较差。
橡胶与橡胶材料并用改性可以提高橡胶的力学性能，改善单一橡胶种的加工性能和应用性能，不仅简单有效，而且经济。
本发明选择EPDM和NBR并用，可以提高NBR的耐臭氧性、耐气候、耐低温等性能及介电等性能，也可以更好提高EPDM橡胶的工艺加工性能，NBR橡胶能够赋予EPDM更好的耐油性、粘合性及降低成本。同时在研发和制造这些闭孔发泡材料时力求降低材料中的卤素元素含量，使之成为环保型产品，目前还没有发现有关环保型三元乙丙橡胶和丁腈橡胶并用的二次闭孔发泡材料的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用闭孔二次发泡材料及其制备方法，本发明解决了三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用胶性能及降低成本，提高NBR的耐臭氧性、耐气候、耐低温等性能及介电等性能；并克服现有发泡材料中卤素含量较高的缺点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料，由以下重量份的原料配制而成：三元乙丙橡胶60～120；丁腈橡胶27～36；碳黑8～15份；镁强粉10～15份；美国白土15～35份；软化油10～15份；发泡剂2～3份；硫磺促进剂1.5～2份；氧化锌4～6份；硬脂酸1.5～2.5份。
所述原料的优选重量份配比为：三元乙丙橡胶75；丁腈橡胶30；碳黑12份；镁强粉12份；美国白土22份；软化油12份；发泡剂2.5份；硫磺促进剂1.7份；氧化锌5份；硬脂酸2份。
一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将上述重量份原料混合密炼；(2)热炼出片；(3)挤出滤胶；(4)第一次模内闭孔发泡；(5)第二次模内闭孔发泡、稳形、然后将二次发泡体冷却至室温得到成品。
所述步骤优选如下：
(1)密炼：
A、将上述重量份的三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、1/2配比量的碳黑、1/2配比量的镁强粉、软化油、美国白土投入密炼机内形成混合胶；
B、将上述重量份的氧化锌、硬脂酸投入密炼机内与混合胶捏炼1～2min；
C、将剩下1/2配比量的碳黑、1/2配比量的镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min；
D、将上述重量份的发泡剂、硫磺促进剂投入密炼机内，然后进行加压捏炼8～10min，重锤压力4～6Kg；
E、混炼时密炼机内温度控制在105～110℃；
F、排胶、冷却；
(2)热炼、出片：
将混炼后的胶料投入18寸开放式炼胶机内热炼，并以厚度5-8mm出片冷却停放12小时，然后再投入另一台18寸开放式炼胶机内打三角包，翻炼二三次再投入18寸开放式炼胶机内以8-15mm厚度出片、切条；
(3)挤出滤胶：
将出片切条好的胶片投入挤出机内挤出滤胶，挤出成胶胚，挤出机的速度为550转/分；挤出机出口温度控制为40-60℃；
(4)第一次模内闭孔发泡：
将挤出的胶胚切断称重送到第一硫化机内进行第一次闭孔发泡，硫化压力1300吨，硫化发泡时间为45分钟，硫化发泡温度为134±5℃，得到第一次发泡体材料冷却并进行光面处理；
(5)第二次模内闭孔发泡稳形定型：
将第一次发泡体送到第二硫化机内进行第二次发泡硫化定型，硫化压力1300吨，硫化时间25-45分钟，硫化压力温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却到室温得到无卤环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用二次闭孔发泡材料成品。
本发明的有益效果是：本发明解决了三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用胶性能及降低成本，提高NBR的耐臭氧性、耐气候、耐低温等性能及介电等性能，符合环保要求；并克服现有发泡材料中卤素含量较高的缺点，通过SGS检测，符合新的欧盟标准REACH。
具体实施方式
以下提供本发明的一些具体实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例1
本实施例配方如表1所示，EPDM即三元乙丙橡胶、NBR即丁腈橡胶。本实施例原料的制备方法如下：
(1)密炼
A、将EPDM、NBR、1/2配比量碳黑、1/2配比量镁强粉、软化油KN4006、美国白土按表1所示的重量份投入密炼机内形成混合胶。
B、将氧化锌、硬脂酸1801按表1所示的重量份投入密炼机内与混合胶捏炼1-2min。
C.将剩下1/2配比量的碳黑、1/2配比量的镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min。
D、将发泡剂OBSH、、硫磺促进剂EG-4按表1所示的重量份投入密炼机内，然后进行加压捏炼8-10min，重锤压力5KG。
E、混炼时密炼机内温度控制在105-110℃。
F、排胶冷却。
(2)热炼、出片
将混炼后的胶料投入18寸开放式炼胶机内热炼，并以厚度5-8mm出片冷却停放12小时，然后再投入另一台18寸开放式炼胶机内打三角包，翻炼两三次再投入18寸开放式炼胶机内以8-15mm厚度出片、切条。
(3)挤出滤胶
将出片切条好的胶片投入型号250型挤出机内挤出滤胶，挤出成胶胚、挤出机出口温度控制为40-60℃，转速为550转/分。
(4)第一次模内闭孔发泡
将挤出的胶胚切断称重送到平板硫化机(台湾益丰产)内进行第一次闭孔发泡，硫化压力1300吨，硫化发泡时间为45分钟，硫化发泡温度为134±5℃，得到第一次发泡体材料冷却并进行光面处理。
(5)第二次模内闭孔发泡稳形定型
将第一次发泡体送到1300吨的平板硫化机内进行第二次发泡硫化定型，硫化压力1300吨，硫化时间25-45分钟，硫化压力温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却到室温得到无卤环保型EPDM/NBR并用二次闭孔发泡材料成品。
本发明所得的无卤环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用二次闭孔发泡材料物理性能测试结果如表2所示。本实施例无卤环保型EPDM与NBR并用二次闭孔发泡材料SGS卤素元素测试报告如表3所示。
本实施例的EPDM和NBR并用橡胶通过合理的配方及制备工艺制得具有优良的耐臭氧，耐老化的特性并且有良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂的性能，由上两份检测报告可见，本发明所制造的无卤环保型EPDM和NBR并用二次闭孔发泡材料中的卤素元素检测均未检出，符合新的欧盟标准REACH。达到材料所需要的环保要求，并且该材料的拉伸强度高、撕裂性能好。能广泛应用于苛刻环境条件中使用。具有良好的社会效益和经济效益。
实施例2
本实施例配方如表4所示，EPDM即三元乙丙橡胶、NBR即丁腈橡胶。本实施例发泡材料的制备方法同实施例1。
本发明所得的无卤环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用二次闭孔发泡材料物理性能测试结果也如表2所示。本实施例无卤环保型EPDM与NBR并用二次闭孔发泡材料SGS卤素元素测试报告也如表3所示。
本实施例的EPDM和NBR并用橡胶通过合理的配方及制备工艺制得具有优良的耐臭氧，耐老化的特性并且有良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂的性能，由上两份检测报告可见，本发明所制造的无卤环保型EPDM和NBR并用二次闭孔发泡材料中的卤素元素检测均未检出，符合新的欧盟标准REACH。达到材料所需要的环保要求，并且该材料的拉伸强度高、撕裂性能好。能广泛应用于苛刻环境条件中使用。具有良好的社会效益和经济效益。
实施例3
本实施例配方如表5所示，EPDM即三元乙丙橡胶、NBR即丁腈橡胶。本实施例发泡材料的制备方法同实施例1。
本发明所得的无卤环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用二次闭孔发泡材料物理性能测试结果也如表2所示。本实施例无卤环保型EPDM与NBR并用二次闭孔发泡材料SGS卤素元素测试报告也如表3所示。
本实施例的EPDM和NBR并用橡胶通过合理的配方及制备工艺制得具有优良的耐臭氧，耐老化的特性并且有良好的耐油、耐溶剂和耐化学试剂的性能，由上两份检测报告可见，本发明所制造的无卤环保型EPDM和NBR并用二次闭孔发泡材料中的卤素元素检测均未检出，符合新的欧盟标准REACH。达到材料所需要的环保要求，并且该材料的拉伸强度高、撕裂性能好。能广泛应用于苛刻环境条件中使用。具有良好的社会效益和经济效益。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
表1(注：各原料按重量份)
Figure BDA0000131679070000061
Figure BDA0000131679070000071
表2
Figure BDA0000131679070000072
表3
  测试项目   单位   测试结果   MDL   限值
  镉(Cd)   mg/kg   N.D   2   100
  铅(Pb)   mg/kg   N.D   2   1000
  汞(Hg)   mg/kg   N.D   2   1000
  碱性溶液萃取六价铬   mg/kg   N.D   2   1000
  多溴联苯(PBBS)之和   mg/kg   N.D   1000
  单溴联苯   mg/kg   N.D   5
  二溴联苯   mg/kg   N.D   5
  三溴联苯   mg/kg   N.D   5
  四溴联苯   mg/kg   N.D   5
  五溴联苯   mg/kg   N.D   5
  六溴联苯   mg/kg   N.D   5
 七溴联苯   mg/kg   N.D   5
 八溴联苯   mg/kg   N.D   5
 九溴联苯   mg/kg   N.D   5
 十溴联苯   mg/kg   N.D   5
 多溴联苯醚(PBDES)之和   mg/kg   N.D   1000
 单溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 二溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 三溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 四溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 五溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 六溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 七溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 八溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 九溴二苯醚   mg/kg   N.D   5
 十溴二本醚   mg/kg   N.D   5
(注释：1.mg/kg＝PPM；2.N.D＝末检出(＜MDL)；3.MDL＝方法检测限)
表4(注：各原料按重量份)
Figure BDA0000131679070000081
表5(注：各原料按重量份)

Claims (4)

1.一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料，其特征在于由以下重量份的原料配制而成：三元乙丙橡胶60～120；丁腈橡胶27～36；碳黑8～15份；镁强粉10～15份；美国白土15～35份；软化油10～15份；发泡剂2～3份；硫磺促进剂1.5～2份；氧化锌4～6份；硬脂酸1.5～2.5份。
2.如权利要求1所述的一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料，其特征在于：所述原料的重量份配比为：三元乙丙橡胶75；丁腈橡胶30；碳黑12份；镁强粉12份；美国白土22份；软化油12份；发泡剂2.5份；硫磺促进剂1.7份；氧化锌5份；硬脂酸2份。
3.一种如权利要求1或2所述的环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将上述重量份原料混合密炼；(2)热炼出片；(3)挤出滤胶；(4)第一次模内闭孔发泡；(5)第二次模内闭孔发泡、稳形、然后将二次发泡体冷却至室温得到成品。
4.如权利要求3所述的一种环保型三元乙丙橡胶EPDM与丁腈橡胶NBR并用闭孔二次发泡材料的制备方法，其特征在于所述步骤如下：
(1)密炼：
A、将上述重量份的三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、1/2配比量的碳黑、1/2配比量的镁强粉、软化油、美国白土投入密炼机内形成混合胶；
B、将上述重量份的氧化锌、硬脂酸投入密炼机内与混合胶捏炼1～2min；
C、将剩下1/2配比量的碳黑、1/2配比量的镁强粉投入密炼机内捏炼1-2min；
D、将上述重量份的发泡剂、硫磺促进剂投入密炼机内，然后进行加压捏炼8～10min，重锤压力4～6Kg；
E、混炼时密炼机内温度控制在105～110℃；
F、排胶、冷却；
(2)热炼、出片：
将混炼后的胶料投入18寸开放式炼胶机内热炼，并以厚度5-8mm出片冷却停放12小时，然后再投入另一台18寸开放式炼胶机内打三角包，翻炼二三次再投入18寸开放式炼胶机内以8-15mm厚度出片、切条；
(3)挤出滤胶：
将出片切条好的胶片投入挤出机内挤出滤胶，挤出成胶胚，挤出机的速度为550转/分；挤出机出口温度控制为40-60℃；
(4)第一次模内闭孔发泡：
将挤出的胶胚切断称重送到第一硫化机内进行第一次闭孔发泡，硫化压力1300吨，硫化发泡时间为45分钟，硫化发泡温度为134±5℃，得到第一次发泡体材料冷却并进行光面处理；
(5)第二次模内闭孔发泡稳形定型：
将第一次发泡体送到第二硫化机内进行第二次发泡硫化定型，硫化压力1300吨，硫化时间25-45分钟，硫化压力温度160±5℃，然后将第二次发泡体冷却到室温得到无卤环保型三元乙丙橡胶与丁腈橡胶并用二次闭孔发泡材料成品。
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