CN115232409A - 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法 - Google Patents

一种聚烯烃发泡材料及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115232409A
CN115232409A CN202210926735.1A CN202210926735A CN115232409A CN 115232409 A CN115232409 A CN 115232409A CN 202210926735 A CN202210926735 A CN 202210926735A CN 115232409 A CN115232409 A CN 115232409A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
flame retardant
neck flask
foam material
polyolefin foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202210926735.1A
Other languages
English (en)
Inventor
仰媛
刘学
吴蒋天昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maanshan Yinfeng New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Maanshan Yinfeng New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maanshan Yinfeng New Material Technology Co ltd filed Critical Maanshan Yinfeng New Material Technology Co ltd
Priority to CN202210926735.1A priority Critical patent/CN115232409A/zh
Publication of CN115232409A publication Critical patent/CN115232409A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/102—Azo-compounds
    • C08J9/103—Azodicarbonamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/40—Introducing phosphorus atoms or phosphorus-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
    • C08J9/0071—Nanosized fillers, i.e. having at least one dimension below 100 nanometers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/104—Hydrazines; Hydrazides; Semicarbazides; Semicarbazones; Hydrazones; Derivatives thereof
    • C08J9/105—Hydrazines; Hydrazides; Semicarbazides; Semicarbazones; Hydrazones; Derivatives thereof containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/18—Binary blends of expanding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/16—Ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2415/00—Characterised by the use of rubber derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚烯烃发泡材料及其加工方法，属于高分子材料领域，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑50‑55份、阻燃添加物30‑40份、硬脂酸1‑1.5份、石蜡油10‑12份、氧化钙3‑3.6份、促进剂2‑2.4份、硫黄1.5‑1.8份、复合发泡剂7‑8份、纳米二氧化硅0.7‑0.8份。本发明为了改善发泡材料的泡孔性能，采用复合发泡剂，并加入纳米二氧化硅，三者能够协同发挥作用，形成密集的均匀小孔结构，从而提升发泡材料的力学性能和耐热性能；为了改善发泡材料的阻燃性能，加入了自制的阻燃添加物，其为分子链接枝有阻燃成分的橡胶衍生物，与基体具有极高的相容性，能够赋予发泡材料稳定、持久的阻燃特性。

Description

一种聚烯烃发泡材料及其加工方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地，涉及一种聚烯烃发泡材料及其加工方法。
背景技术
聚烯烃发泡材料具有密度低、减震性好、隔热性优良、隔音效果好、无毒、以及优异的物理及化学稳定性等优良性能。目前，聚烯烃发泡材料被广泛的应用于汽车零部件、包装、家居等领域，并且聚烯烃发泡材料的应用逐渐在其他应用领域打开。
其中，三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，因其主链由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候、耐老化等性能优异，使得三元乙丙橡胶发泡材料在体育用品领域具有广泛的使用空间。
但三元乙丙橡胶发泡材料作为一种高分子材料，在有火源、热源等条件下容易引起火灾，从而难以保障使用安全性能。为了改善三元乙丙橡胶发泡材料的阻燃性，一般在发泡材料中添加阻燃剂，而目前大多使用含卤阻燃剂在火灾发生时会给环境带来二次危害，并且添加的阻燃剂与三元乙丙橡胶基体的相容性不好，容易迁移和渗出，影响阻燃效果的发挥。因此，开发无卤阻燃聚烯烃发泡材料逐渐成为研究热点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种聚烯烃发泡材料及其加工方法。
本发明为了改善发泡材料的泡孔性能，采用复合发泡剂，并加入纳米二氧化硅进行复配，三者能够协同发挥作用，形成密集的均匀小孔结构，从而提升发泡材料的力学性能和耐热性能；
为了改善发泡材料的阻燃性能，加入了自制的阻燃添加物，其为分子侧链接枝有阻燃成分的橡胶衍生物，与普通添加型阻燃剂不同，其与三元乙丙橡胶基体具有极高的相容性，能够赋予发泡材料稳定、持久的阻燃特性；并且，其上含有的有效阻燃成分包括P、N、S三类活性元素，能够起到协效阻燃效果，为高效阻燃成分，赋予发泡材料高效、优异的阻燃特性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚烯烃发泡材料，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑50-55份、阻燃添加物30-40份、硬脂酸1-1.5份、石蜡油10-12份、氧化钙3-3.6份、促进剂2-2.4份、硫黄1.5-1.8份、复合发泡剂7-8份、纳米二氧化硅0.7-0.8份；
进一步地，所述促进剂为促进剂M和促进剂TMTD按照1:1的质量比复配而成。
进一步地，所述复合发泡剂包括偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼，且二者的质量比为5:2；二者并用后，可以降低发泡剂的分解温度，并在一定程度上降低放热量，这对于发泡材料的制备提供了有利条件；另外，加入4,4'-氧代双苯磺酰肼以后可以加快硫化过程，泡孔尺寸变小，分布更均匀，形成均匀小孔结构；此外，纳米二氧化硅的加入，能够起到异相成核作用，促进泡孔数量的生成。
一种聚烯烃发泡材料的加工方法，具体如下：
第一步、先将复合发泡剂和纳米二氧化硅按照比例放入研钵中充分研磨，混合均匀后，获得发泡物；
第二步、设定密炼机的起始温度为70-75℃，转速45r/min，加入三元乙丙橡胶、待转矩平稳后加入发泡物、氧化锌和硬脂酸，随后加入炭黑、阻燃添加物、氧化钙和石蜡油，最后加入促进剂和硫黄，混炼时间为10-12min，排胶温度不超过100℃；
第三步、密炼完成后将混炼胶在开炼机上薄通8-10次下片，停放12h，然后混炼胶在100℃下模压1-2min后成型，随后置于180℃的循环热空气烘箱中10-12min，同时完成硫化和发泡过程，获得聚烯烃发泡材料。
进一步地，所述阻燃添加物通过如下步骤制备：
S1、将聚异戊二烯和二甲苯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在90℃恒温条件下搅拌溶解90min，再冷却半小时，用胶头滴管将过氧化氢和甲酸的混合液滴入三口烧瓶中，室温下搅拌反应12h，将反应后的反应液移入分液漏斗，用去离子水将剩余的甲酸洗去，再用无水乙醇沉淀产物，真空减压除去溶剂，干燥后得到预处理聚异戊二烯；聚异戊二烯、二甲苯、过氧化氢、甲酸的用量之比为10g:300mL:3.4g:4.8g；
在过氧化氢和甲酸的氧化作用下，将聚异戊二烯分子链上部分双键氧化为环氧基团，反应过程如下所示：
Figure BDA0003779820470000031
S2、向四口烧瓶中加入丙基磺酰胺和二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将苯膦酰二氯溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度0.8mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在50℃恒温条件下反应5-6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到中间体；丙基磺酰胺、二氯甲烷、苯膦酰二氯溶液的用量之比为6.16g:100mL:100mL；苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯和二氯甲烷按照9.95g:100mL充分混合而成；
苯膦酰二氯分子上的-Cl与丙基磺酰胺分子上的-NH2发生反应，通过控制二者的摩尔比为1:1，并在位阻作用下，只有一个-Cl与丙基磺酰胺反应，获得中间体，反应过程如下所示；
Figure BDA0003779820470000041
S3、向四口烧瓶中加入乙二胺和二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将中间体溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度1mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在60℃恒温条件下反应5-6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到改性剂；乙二胺、二氯甲烷、中间体溶液的用量之比为3.0g:100mL:120mL；中间体溶液为中间体与二氯甲烷按照14.1g:120mL的用量比充分混合而成；
将中间体分子上剩余的-Cl与乙二胺分子上的-NH2发生反应，获得改性剂，从而在改性剂分子上引入-NH2，为后续反应奠定反应位点，反应过程如下所示：
Figure BDA0003779820470000042
S4、将预处理聚异戊二烯和二甲苯加入三口烧瓶中，90℃下加热搅拌90min以充分溶解，将改性剂与适量二甲苯在70℃下溶解30min，采用恒压滴液漏斗将改性剂溶液滴入三口烧瓶中，140℃下加热搅拌12h，反应结束后，50℃下旋蒸除去大部分二甲苯，当产物变得稍有粘稠状时停止，再真空减压除去二甲苯，最后将产物于70℃烘箱中干燥12h，获得阻燃添加物；预处理聚异戊二烯、二甲苯、改性剂的用量之比为10g:200mL:30.5g；
预处理聚异戊二烯分子链上的环氧基与改性剂分子上的-NH2发生开环反应，使改性剂分子接枝于聚异戊二烯分子链上，获得阻燃添加剂，反应过程如下所示：
Figure BDA0003779820470000051
阻燃添加物为分子侧链接枝有阻燃成分的橡胶衍生物(聚异戊二烯是橡胶)，与普通添加型阻燃剂不同(普通的添加型阻燃剂由于和聚合物基体的相容性差而容易迁移、渗出，这种现象在发泡材料中更加严重，会很大程度影响发泡材料的阻燃效果)，本发明制得的的阻燃添加剂与聚合物基体(三元乙丙橡胶)具有极高的相容性，能够赋予发泡材料稳定、持久的阻燃特性；此外，接枝的阻燃成分(改性剂)分子中含有苯环、含氮基团、-SO2-基团以及P＝O基团，含氮基团会受热分解成NH3、H20等不可燃烧的气体化合物，稀释可燃性气体和氧气浓度，从而减缓共聚物燃烧放热的速率；P＝0既可以受热生成磷酸，促进共聚物自身脱水成炭，又可以进一步与共聚物反应生成含有P-0-C聚团的共聚物残炭；-SO2-基团结构发生热分解释放出的SO2等硫氧化物可以促使基体发生重排反应，交联成炭，促进形成致密的碳保护层，在凝聚相阻燃；因此，P、N、S等能够起到协效阻燃效果，为高效阻燃成分，赋予发泡材料高效、优异的阻燃特性。
本发明的有益效果：
本发明为了改善发泡材料的泡孔性能，采用复合发泡剂，并加入纳米二氧化硅进行复配，三者能够协同发挥作用，形成密集的均匀小孔结构，从而提升发泡材料的力学性能和耐热性能；
本发明为了改善发泡材料的阻燃性能，加入了自制的阻燃添加物，其为分子侧链接枝有阻燃成分的橡胶衍生物，与普通添加型阻燃剂不同，其与三元乙丙橡胶基体具有极高的相容性，能够赋予发泡材料稳定、持久的阻燃特性；并且，其上含有的有效阻燃成分包括P、N、S三类活性元素，能够起到协效阻燃效果，为高效阻燃成分，赋予发泡材料高效、优异的阻燃特性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备阻燃添加物：
S1、将10g聚异戊二烯和300mL二甲苯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在90℃恒温条件下搅拌溶解90min，再冷却半小时，用胶头滴管将3.4g过氧化氢和4.8g甲酸的混合液滴入三口烧瓶中，室温下搅拌反应12h，将反应后的反应液移入分液漏斗，用去离子水将剩余的甲酸洗去，再用无水乙醇沉淀产物，真空减压除去溶剂，干燥后得到预处理聚异戊二烯；
S2、向四口烧瓶中加入6.16g丙基磺酰胺和100mL二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将100mL苯膦酰二氯溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度0.8mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在50℃恒温条件下反应5h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到中间体；苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯和二氯甲烷按照9.95g:100mL充分混合而成；
S3、向四口烧瓶中加入3.0g乙二胺和100mL二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将120mL中间体溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度1mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在60℃恒温条件下反应5h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到改性剂；中间体溶液为中间体与二氯甲烷按照14.1g:120mL的用量比充分混合而成；
S4、将10g预处理聚异戊二烯和200mL二甲苯加入三口烧瓶中，90℃下加热搅拌90min以充分溶解，将30.5g改性剂与100mL二甲苯在70℃下溶解30min，采用恒压滴液漏斗将改性剂溶液滴入三口烧瓶中，140℃下加热搅拌12h，反应结束后，50℃下旋蒸除去大部分二甲苯，当产物变得稍有粘稠状时停止，再真空减压除去二甲苯，最后将产物于70℃烘箱中干燥12h，获得阻燃添加物。
实施例2
制备阻燃添加物：
S1、将20g聚异戊二烯和600mL二甲苯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在90℃恒温条件下搅拌溶解90min，再冷却半小时，用胶头滴管将6.8g过氧化氢和9.6g甲酸的混合液滴入三口烧瓶中，室温下搅拌反应12h，将反应后的反应液移入分液漏斗，用去离子水将剩余的甲酸洗去，再用无水乙醇沉淀产物，真空减压除去溶剂，干燥后得到预处理聚异戊二烯；
S2、向四口烧瓶中加入12.32g丙基磺酰胺和200mL二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将200mL苯膦酰二氯溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度0.8mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在50℃恒温条件下反应6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到中间体；苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯和二氯甲烷按照9.95g:100mL充分混合而成；
S3、向四口烧瓶中加入6.0g乙二胺和200mL二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将240mL中间体溶液逐滴滴加至四口烧瓶中(滴加速度1mL/min)，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在60℃恒温条件下反应6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到改性剂；中间体溶液为中间体与二氯甲烷按照14.1g:120mL的用量比充分混合而成；
S4、将20g预处理聚异戊二烯和400mL二甲苯加入三口烧瓶中，90℃下加热搅拌90min以充分溶解，将61g改性剂与200mL二甲苯在70℃下溶解30min，采用恒压滴液漏斗将改性剂溶液滴入三口烧瓶中，140℃下加热搅拌12h，反应结束后，50℃下旋蒸除去大部分二甲苯，当产物变得稍有粘稠状时停止，再真空减压除去二甲苯，最后将产物于70℃烘箱中干燥12h，获得阻燃添加物。
实施例3
一种聚烯烃发泡材料，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑50份、实施例1制得的阻燃添加物30份、硬脂酸1份、石蜡油10份、氧化钙3份、促进剂2份、硫黄1.5份、复合发泡剂7份、纳米二氧化硅0.7份；
所述促进剂为促进剂M和促进剂TMTD按照1:1的质量比复配而成；
所述复合发泡剂包括偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼，且二者的质量比为5:2；
聚烯烃发泡材料通过如下步骤制成：
第一步、先将复合发泡剂和纳米二氧化硅按照比例放入研钵中充分研磨，混合均匀后，获得发泡物；
第二步、设定密炼机的起始温度为70℃，转速45r/min，加入三元乙丙橡胶、待转矩平稳后加入发泡物、氧化锌和硬脂酸，随后加入炭黑、阻燃添加物、氧化钙和石蜡油，最后加入促进剂和硫黄，混炼时间为10min，排胶温度不超过100℃；
第三步、密炼完成后将混炼胶在开炼机上薄通8次下片，停放12h，然后混炼胶在100℃下模压1min后成型，随后置于180℃的循环热空气烘箱中10min，同时完成硫化和发泡过程，获得聚烯烃发泡材料。
实施例4
一种聚烯烃发泡材料，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑52.5份、实施例2制得的阻燃添加物35份、硬脂酸125份、石蜡油11份、氧化钙3.3份、促进剂2.2份、硫黄1.65份、复合发泡剂7.5份、纳米二氧化硅0.75份；
所述促进剂为促进剂M和促进剂TMTD按照1:1的质量比复配而成；
所述复合发泡剂包括偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼，且二者的质量比为5:2；
聚烯烃发泡材料通过如下步骤制成：
第一步、先将复合发泡剂和纳米二氧化硅按照比例放入研钵中充分研磨，混合均匀后，获得发泡物；
第二步、设定密炼机的起始温度为73℃，转速45r/min，加入三元乙丙橡胶、待转矩平稳后加入发泡物、氧化锌和硬脂酸，随后加入炭黑、阻燃添加物、氧化钙和石蜡油，最后加入促进剂和硫黄，混炼时间为11min，排胶温度不超过100℃；
第三步、密炼完成后将混炼胶在开炼机上薄通9次下片，停放12h，然后混炼胶在100℃下模压1.5min后成型，随后置于180℃的循环热空气烘箱中11min，同时完成硫化和发泡过程，获得聚烯烃发泡材料。
实施例5
一种聚烯烃发泡材料，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑55份、实施例1制得的阻燃添加物40份、硬脂酸1.5份、石蜡油12份、氧化钙3.6份、促进剂2.4份、硫黄1.8份、复合发泡剂8份、纳米二氧化硅0.8份；
所述促进剂为促进剂M和促进剂TMTD按照1:1的质量比复配而成；
所述复合发泡剂包括偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼，且二者的质量比为5:2；
聚烯烃发泡材料通过如下步骤制成：
第一步、先将复合发泡剂和纳米二氧化硅按照比例放入研钵中充分研磨，混合均匀后，获得发泡物；
第二步、设定密炼机的起始温度为75℃，转速45r/min，加入三元乙丙橡胶、待转矩平稳后加入发泡物、氧化锌和硬脂酸，随后加入炭黑、阻燃添加物、氧化钙和石蜡油，最后加入促进剂和硫黄，混炼时间为12min，排胶温度不超过100℃；
第三步、密炼完成后将混炼胶在开炼机上薄通10次下片，停放12h，然后混炼胶在100℃下模压2min后成型，随后置于180℃的循环热空气烘箱中12min，同时完成硫化和发泡过程，获得聚烯烃发泡材料。
对实施例3-5获得的发泡材料，进行如下性能测试：
根据ASTM D 792测试发泡材料和未发泡试样的表观密度(未去表皮)，计算发泡倍率及泡孔体积分数；
按照GB/T 528-2009测试试样的力学性能，采用哑铃型拉伸试样，拉伸速率为500mm/min；
参照GB/2406.2-2009测试试样的氧指数；根据GB/T2408-2008对试样进行水平垂直燃烧性能进行测试；
测得的结果如下表所示：
实施例3 实施例4 实施例5
发泡倍率 3.9 4.1 4.0
泡孔体积分数/％ 78.5 79.4 79.1
拉伸强度/MPa 13.2 13.8 13.5
伸长率/％ 220 236 228
撕裂强度/kN·m<sup>-1</sup> 29.8 30.5 30.2
LOI/％ 32.3 33.4 32.8
阻燃级别/1.6mm FV-0 FV-0 FV-0
由上表数据可知，本发明获得的发泡材料具有较好的泡孔性能，泡孔均匀、密集且孔径较小；且具有较高的力学性能和阻燃特性。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，包括如下重量份原料：三元乙丙橡胶100份、炭黑50-55份、阻燃添加物30-40份、硬脂酸1-1.5份、石蜡油10-12份、氧化钙3-3.6份、促进剂2-2.4份、硫黄1.5-1.8份、复合发泡剂7-8份、纳米二氧化硅0.7-0.8份；
其中，所述阻燃添加物通过如下步骤制备：
S1、将聚异戊二烯和二甲苯加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，在90℃恒温条件下搅拌溶解90min，再冷却半小时，用胶头滴管将过氧化氢和甲酸的混合液滴入三口烧瓶中，室温下搅拌反应12h，后处理，得到预处理聚异戊二烯；
S2、向四口烧瓶中加入丙基磺酰胺和二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将苯膦酰二氯溶液逐滴滴加至四口烧瓶中，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在50℃恒温条件下反应5-6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到中间体；
S3、向四口烧瓶中加入乙二胺和二氯甲烷，将四口烧瓶置于-5℃恒温槽并保持机械搅拌，采用恒压滴液漏斗将中间体溶液逐滴滴加至四口烧瓶中，将四口烧瓶转移至油浴锅中，在60℃恒温条件下反应5-6h，整个过程在N2保护下进行，反应结束后，旋蒸，用三氯甲烷重结晶，抽滤、干燥后得到改性剂；
S4、将预处理聚异戊二烯和二甲苯加入三口烧瓶中，90℃下加热搅拌90min以充分溶解，将改性剂与适量二甲苯在70℃下溶解30min，采用恒压滴液漏斗将改性剂溶液滴入三口烧瓶中，140℃下加热搅拌12h，反应结束后，旋蒸、真空减压，最后将产物于70℃烘箱中干燥12h，获得阻燃添加物。
2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，步骤S1中聚异戊二烯、二甲苯、过氧化氢、甲酸的用量之比为10g:300mL:3.4g:4.8g。
3.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，步骤S1中后处理过程：将反应后的反应液移入分液漏斗，用去离子水将剩余的甲酸洗去，再用无水乙醇沉淀产物，真空减压除去溶剂，干燥后得到预处理聚异戊二烯。
4.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，步骤S2中丙基磺酰胺、二氯甲烷、苯膦酰二氯溶液的用量之比为6.16g:100mL:100mL；苯膦酰二氯溶液为苯膦酰二氯和二氯甲烷按照9.95g:100mL充分混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，步骤S3中乙二胺、二氯甲烷、中间体溶液的用量之比为3.0g:100mL:120mL；中间体溶液为中间体与二氯甲烷按照14.1g:120mL的用量比充分混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，步骤S4中预处理聚异戊二烯、二甲苯、改性剂的用量之比为10g:200mL:30.5g。
7.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂M和促进剂TMTD按照1:1的质量比复配而成。
8.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料，其特征在于，所述复合发泡剂包括偶氮二甲酰胺和4,4'-氧代双苯磺酰肼，且二者的质量比为5:2。
9.根据权利要求1所述的一种聚烯烃发泡材料的加工方法，其特征在于，具体如下：
第一步、先将复合发泡剂和纳米二氧化硅按照比例放入研钵中充分研磨，混合均匀后，获得发泡物；
第二步、设定密炼机的起始温度为70-75℃，转速45r/min，加入三元乙丙橡胶、待转矩平稳后加入发泡物、氧化锌和硬脂酸，随后加入炭黑、阻燃添加物、氧化钙和石蜡油，最后加入促进剂和硫黄，混炼时间为10-12min，排胶温度不超过100℃；
第三步、密炼完成后将混炼胶在开炼机上薄通8-10次下片，停放12h，然后混炼胶在100℃下模压1-2min后成型，随后置于180℃的循环热空气烘箱中10-12min，同时完成硫化和发泡过程，获得聚烯烃发泡材料。
CN202210926735.1A 2022-08-03 2022-08-03 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法 Withdrawn CN115232409A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210926735.1A CN115232409A (zh) 2022-08-03 2022-08-03 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210926735.1A CN115232409A (zh) 2022-08-03 2022-08-03 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115232409A true CN115232409A (zh) 2022-10-25

Family

ID=83677272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210926735.1A Withdrawn CN115232409A (zh) 2022-08-03 2022-08-03 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115232409A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116631675A (zh) * 2023-06-15 2023-08-22 安徽远征电缆科技有限公司 一种大截面抗延燃的移动耐磨损耐拖拉屏蔽电缆

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116631675A (zh) * 2023-06-15 2023-08-22 安徽远征电缆科技有限公司 一种大截面抗延燃的移动耐磨损耐拖拉屏蔽电缆
CN116631675B (zh) * 2023-06-15 2024-03-15 安徽远征传导科技股份有限公司 一种大截面抗延燃的移动耐磨损耐拖拉屏蔽电缆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102180931B1 (ko) 아민화된 난연제로 개질된 그래핀 옥사이드 충전제 및 이를 이용한 폴리프로필렌 나노복합재료조성물
CN109438992A (zh) 一种阻燃有机硅泡沫材料及其制备方法
CN115232409A (zh) 一种聚烯烃发泡材料及其加工方法
CN112662184B (zh) 一种阻燃硅橡胶材料以及制备方法
CN107245182A (zh) 一种聚磷酸铵/石墨烯协同阻燃eva发泡材料及其制备方法
CN108623844A (zh) Dopo-ldh复合型阻燃剂及其制备方法和无卤阻燃三元乙丙橡胶材料及其应用
Riyajan et al. A novel natural rubber‐graft‐cassava starch foam for oil/gasohol absorption
CN113308118A (zh) 一种环保型发泡阻燃硅橡胶材料及其制备方法
CN111234380A (zh) 一种环保型汽车内饰复合材料及其制备方法
CN108219153A (zh) 含硅超支化聚磷酰胺膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用
KR20210037936A (ko) 외관 성형성, 냄새저감 및 흡음성능이 향상된 흡음재용 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물, 폴리우레탄 폼 제조방법 및 이를 통해 제조된 폴리우레탄 폼
CN111849034B (zh) 发泡改性剂、发泡母粒、发泡材料及其制备方法
CN116656027B (zh) 一种阻燃效果好的pe线缆护套材料及其制备方法
CN110498951B (zh) 一种ZIFs纳米片/壳聚糖/硅藻土杂化物及其制备方法
CN115678407A (zh) 一种含氮化碳的阻燃改性水性聚氨酯及其制备方法与应用
CN111621098A (zh) 一种发泡型塑胶跑道颗粒材料及其制备方法
CN110591387A (zh) 三聚氰胺包覆zif-67改性硅藻土阻燃抑烟剂及其制备方法
CN115850641A (zh) 一种阻燃改性聚氨酯材料及其合成方法
CN112266463B (zh) 一种汽车内饰用阻燃型木质素基聚氨酯硬泡及其制备方法
CN111548593A (zh) 一种环保型发泡丁苯橡胶的制备方法
CN111548543A (zh) 一种发泡均匀的发泡丁苯橡胶的制备方法
CN115819887B (zh) 一种阻隔阻燃聚烯烃塑料包装材料及其制备方法
CN116589779B (zh) 一种聚烯烃无卤阻燃母粒
CN115433399B (zh) 一种阻燃防水热塑性弹性体材料及制备方法及防水卷材
CN114591553B (zh) 一种辐射交联聚乙烯组合物、发泡片材及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20221025

WW01 Invention patent application withdrawn after publication