一种低雾化高分子发泡材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及发泡材料技术领域，特别是指一种低雾化高分子发泡材料及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶发泡制品因其耐候性、耐高低温范围广，在汽车、电子等领域应用非常广泛。目前，市面上的三元乙丙橡胶发泡材料生产加工后，经电子模切加工和背胶，用作汽车通风盖板海绵垫、仪表盘密封条、车灯灯壳及车灯总成等，汽车对挥发性可冷凝物质（FOG值mg/kg）的含量提出了明确的要求。鉴于此，研究低雾化高分子发泡材料具有普遍使用意义。

发明内容

本发明提供一种低雾化高分子发泡材料及其制备方法，以解决现有三元乙丙橡胶发泡材料做成的汽车非金属零部件存在挥发性可冷凝物质（FOG值mg/kg）的含量较高的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种低雾化高分子发泡材料，按份数的如下原料：

混炼胶B 100份

硫化剂硫磺粉 0.3-0.5份

无味DCP 0.7-0.9份

硫化助剂DM 0.5-0.8份

发泡剂OBSH 5-7份

氧化锌 4-6份

所述混炼胶B包括混合粉料A100份、EPDM橡胶7001 50-60份、EPDM-4045M 60-80份；

所述混合粉料A包括柔性膨胀石墨粉末10-20份、耐高温石墨粉20-30份、色素炭黑25-35份、金红石型二氧化钛15-20份、硫酸钡30-40份、柠檬酸50-60份。

所述混合粉料A的制备方法为：

先将柔性膨胀石墨粉末10-20份、耐高温石墨粉20-30份、色素炭黑25-35份、金红石型二氧化钛15-20份、硫酸钡30-40份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌30分钟粉料混合均匀后投入柠檬酸50-60份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌60分钟，静置24小时得到混合粉料A。

所述混炼胶B的制备方法为:

步骤（一）：在混合粉料A 100份、EPDM橡胶7001 50-60份、EPDM-4045M 60-80份投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，密炼重锤全部下压，加压，上升重锤，翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复多次下压重锤捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水23℃降温，观察密炼室料温达到138-142℃倒料，得到密炼胶；

步骤（二）：将密炼胶投入开炼机台，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，降温，分割，静置，得到混炼胶料B。

一种低雾化高分子发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（一）：将氧化锌4-6份、硫化剂硫磺粉0.3-0.5份、无味DCP0.7-0.9份、硫化助剂DM 0.5-0.8份、发泡剂OBSH 5-7份投入密炼室，不下压重锤，搅拌一段时间2分钟，再投入混炼胶B 100份，第一次加压220秒，上升重锤30秒，翻转；再次下压密炼重锤110秒，上升重锤20秒，反复8次下压重锤110秒，上升重锤40秒捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水降温23℃，密炼料达到102℃倒料，得到混炼胶；

步骤（二）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度4mm，过薄1.3mm，降温，分割，静置24小时，得到混合料C，料温低于65℃；

步骤（三）：将上一步骤的料温低于65℃的混合料C再次投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度0.8mm，进行0.8mm厚度压延，静置24小时冷却，得到混炼胶，料温低于40℃；

步骤（四）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，温度控制在70-80℃，开炼，使各组份原料进一步混合并预升温，得到预热料；

步骤（五）：将上一步骤的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却8小时，得到胶片，胶片温度低于40℃；

步骤（六）：将上一步骤的胶片装入一次硫化机，油压压力1400±10kg/cm²，模内128-132℃*50-65分钟硫化，卸压，得到一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将上一步骤的一次硫化发泡材料装入发泡机，油压压力50±5kg/cm²，模内145-150℃*65-70分钟发泡，卸压，即得二次发泡材料；

步骤（八）：将上一步骤的二次发泡材料在室温下自然冷却15天，待产品充分冷却收缩后,放入烘箱120℃*4小时。

步骤（九）：取样24mm×24mm×2mm，试样先经过80℃ 2h处理后冷却8小时用锡箔纸包装送样再依据参考一汽大众测试方法 :

雾化值测试方法: 参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。

在投入混合粉料A时，一定要充分搅拌，静置24小时，让其聚合过程充分后再用于混炼胶B的制备。混炼胶B在制备过程中水温控制为23℃，料温达到138-142℃倒料，且静置必须达到24小时。在制备混合料C时，硫化剂、硫化助剂DM 、发泡剂是与混炼胶B等一同投入密炼室，第一次加压220秒，上升重锤30秒，翻转；再次下压密炼重锤110秒，上升重锤20秒，反复8次下压重锤110秒，上升重锤40秒捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水降温23℃，密炼料达到102℃倒料，得到混炼胶C，温度控制和捏炼过程时间控制必须精准，否则会提前焦烧期过长。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.发明专门针对三元乙丙橡胶发泡制品的FOG含量控制，依托一汽大众参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。取样24mm×2mm×2mm，试样先经过80℃ 2h处理后冷却8小时用锡箔纸包装送样再依据参考一汽大众测试方法 : 雾化值 测试方法: 参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。

2. 通过对配方的优化，筛选更佳组合的填料，柔性膨胀石墨粉末材料密度更高，膨胀变形量小，摩擦力更大柔性石墨是一种疏松多孔的蠕虫状物质。由于在膨化过程中形成了独特的网络,比表面积大,并且所产生新鲜表面的活性较高,所以具有很好的吸附性能。

3. 柔性膨胀石墨粉末的比表面积一般在50~200 m

4. 不同密度的石墨形成组合填料，促进制品具有良好的密封性和高温氧化耐用性。制品的密封性好，减少外部较低温度和车灯等热源高温之间的温度差，密闭空间中的耐高温氧化的这一特性更持久保持制品小分子易挥发物质不易从制品中析出，从而冷凝物的量减少。从重量法的燃烧后析出易挥发物质的重量检测和实际应用中的都能明显降低雾化风险。

5. 金红石型二氧化钛有明显的吸湿吸附易挥发冷凝物效果、硫酸钡可以吸收有害射线，减缓车灯、阳光中的热辐射和有害射线对制品的老化，色素炭黑哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra可以有效提升制品对UV紫外辐照的耐候性。柔性膨胀石墨粉末、耐高温石墨粉和金红石型二氧化钛与共同作用作为一种功能性的填料对有害易挥发物质的吸附和净化作用明显。

具体实施方式

实施例1：

一种低雾化高分子发泡材料，按份数的如下原料：

混炼胶B 100份

硫化剂硫磺粉 0.3份

无味DCP 0.7份

硫化助剂DM 0.5份

发泡剂OBSH 5份

氧化锌 4份

所述混炼胶B包括混合粉料A100份、EPDM橡胶7001 50份、EPDM-4045M 60份；

所述混合粉料A包括柔性膨胀石墨粉末10份、耐高温石墨粉20份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra）25份、金红石型二氧化钛15份、硫酸钡30份、柠檬酸50份。

所述混合粉料A的制备方法为：

先将柔性膨胀石墨粉末10份、耐高温石墨粉20份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra ）25份、金红石型二氧化钛15份、硫酸钡30份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌30分钟粉料混合均匀后投入柠檬酸50份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌60分钟，静置24小时得到混合粉料A。

所述混炼胶B的制备方法为:

步骤（一）：在混合粉料A 100份、EPDM橡胶7001 50份、EPDM-4045M 60份投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，密炼重锤全部下压，加压，上升重锤，翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复多次下压重锤捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水23℃降温，观察密炼室料温达到138℃倒料，得到密炼胶；

步骤（二）：将密炼胶投入开炼机台，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，降温，分割，静置，得到混炼胶料B。

一种低雾化高分子发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（一）：将氧化锌4份、硫化剂硫磺粉0.3份、无味DCP 0.7份、硫化助剂DM 0.5份、发泡剂OBSH 5份投入密炼室，不下压重锤，搅拌一段时间2分钟，再投入混炼胶B 100份，第一次加压220秒，上升重锤30秒，翻转；再次下压密炼重锤110秒，上升重锤20秒，反复8次下压重锤110秒，上升重锤40秒捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水降温23℃，密炼料达到102℃倒料，得到混炼胶；

步骤（二）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度4mm，过薄1.3mm，降温，分割，静置24小时，得到混合料C，料温低于65℃；

步骤（三）：将上一步骤的料温低于65℃的混合料C再次投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度0.8mm，进行0.8mm厚度压延，静置24小时冷却，得到混炼胶，料温低于40℃；

步骤（四）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，温度控制在70℃，开炼，使各组份原料进一步混合并预升温，得到预热料；

步骤（五）：将上一步骤的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却8小时，得到胶片，胶片温度低于40℃；

步骤（六）：将上一步骤的胶片装入一次硫化机，油压压力1400±10kg/cm²，模内128℃*50分钟硫化，卸压，得到一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将上一步骤的一次硫化发泡材料装入发泡机，油压压力50±5kg/cm²，模内145℃*65分钟发泡，卸压，即得二次发泡材料；

步骤（八）：将上一步骤的二次发泡材料在室温下自然冷却15天，待产品充分冷却收缩后,放入烘箱120℃*4小时。

取样24mm×24mm×2mm，试样先经过80℃ 2h处理后冷却8小时用锡箔纸包装送样再依据参考一汽大众测试方法 :

雾化值 测试方法: 参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。

实施例2：

一种低雾化高分子发泡材料，按份数的如下原料：

混炼胶B 100份

硫化剂硫磺粉 0.4份

无味DCP 0.8份

硫化助剂DM 0.65份

发泡剂OBSH 6份

氧化锌 5份

所述混炼胶B包括混合粉料A100份、EPDM橡胶7001 55份、EPDM-4045M 70份；

所述混合粉料A包括柔性膨胀石墨粉末15份、耐高温石墨粉25份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra ）30份、金红石型二氧化钛18份、硫酸钡35份、柠檬酸55份。

所述混合粉料A的制备方法为：

先将柔性膨胀石墨粉末15份、耐高温石墨粉25份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra ） 30份、金红石型二氧化钛18份、硫酸钡35份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌30分钟粉料混合均匀后投入柠檬酸55份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌60分钟，静置24小时得到混合粉料A。

所述混炼胶B的制备方法为:

步骤（一）：在混合粉料A 100份、EPDM橡胶7001 55份、EPDM-4045M 70份投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，密炼重锤全部下压，加压，上升重锤，翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复多次下压重锤捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水23℃降温，观察密炼室料温达到140℃倒料，得到密炼胶；

步骤（二）：将密炼胶投入开炼机台，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，降温，分割，静置，得到混炼胶料B。

一种低雾化高分子发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（一）：将氧化锌5份、硫化剂硫磺粉0.4份、无味DCP 0.8份、硫化助剂DM 0.65份、发泡剂OBSH 6份投入密炼室，不下压重锤，搅拌一段时间2分钟，再投入混炼胶B 100份，第一次加压220秒，上升重锤30秒，翻转；再次下压密炼重锤110秒，上升重锤20秒，反复8次下压重锤110秒，上升重锤40秒捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水降温23℃，密炼料达到102℃倒料，得到混炼胶；

步骤（二）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度4mm，过薄1.3mm，降温，分割，静置24小时，得到混合料C，料温低于65℃；

步骤（三）：将上一步骤的料温低于65℃的混合料C再次投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度0.8mm，进行0.8mm厚度压延，静置24小时冷却，得到混炼胶，料温低于40℃；

步骤（四）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，温度控制在75℃，开炼，使各组份原料进一步混合并预升温，得到预热料；

步骤（五）：将上一步骤的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却8小时，得到胶片，胶片温度低于40℃；

步骤（六）：将上一步骤的胶片装入一次硫化机，油压压力1400±10kg/cm²，模内130℃*60分钟硫化，卸压，得到一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将上一步骤的一次硫化发泡材料装入发泡机，油压压力50±5kg/cm²，模内147℃*68分钟发泡，卸压，即得二次发泡材料；

步骤（八）：将上一步骤的二次发泡材料在室温下自然冷却15天，待产品充分冷却收缩后,放入烘箱120℃*4小时。

取样24mm×24mm×2mm，试样先经过80℃ 2h处理后冷却8小时用锡箔纸包装送样再依据参考一汽大众测试方法 :

雾化值 测试方法: 参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。

实施例3：

一种低雾化高分子发泡材料，按份数的如下原料：

混炼胶B 100份

硫化剂硫磺粉 0.5份

无味DCP 0.9份

硫化助剂DM 0.8份

发泡剂OBSH 7份

氧化锌 6份

所述混炼胶B包括混合粉料A100份、EPDM橡胶7001 60份、EPDM-4045M 80份；

所述混合粉料A包括柔性膨胀石墨粉末20份、耐高温石墨粉30份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra）35份、金红石型二氧化钛20份、硫酸钡40份、柠檬酸60份。

所述混合粉料A的制备方法为：

先将柔性膨胀石墨粉末 20份、耐高温石墨粉 30份、色素炭黑（哥伦比亚(博拉)碳黑Raven P5Ultra） 35份、金红石型二氧化钛 20份、硫酸钡40份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌30分钟粉料混合均匀后投入柠檬酸60份经过行星搅拌缸每分钟30转搅拌60分钟，静置24小时得到混合粉料A。

所述混炼胶B的制备方法为:

步骤（一）：在混合粉料A 100份、EPDM橡胶7001 60份、EPDM-4045M 80份投入密炼机中，下压重锤三分之二的位移距离，反应一段时间后，密炼重锤全部下压，加压，上升重锤，翻转；再次下压密炼重锤，上升重锤，反复多次下压重锤捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水23℃降温，观察密炼室料温达到142℃倒料，得到密炼胶；

步骤（二）：将密炼胶投入开炼机台，开炼机辊筒持续通冷却水，控制辊筒厚度，过薄，降温，分割，静置，得到混炼胶料B。

一种低雾化高分子发泡材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤（一）：将氧化锌 6份、硫化剂硫磺粉 0.5份、无味DCP 0.9份、硫化助剂DM 0.8份、发泡剂OBSH 7份投入密炼室，不下压重锤，搅拌一段时间2分钟，再投入混炼胶B 100份，第一次加压220秒，上升重锤30秒，翻转；再次下压密炼重锤110秒，上升重锤20秒，反复8次下压重锤110秒，上升重锤40秒捏炼步骤；捏炼过程中持续充冷却水降温23℃，密炼料达到102℃倒料，得到混炼胶；

步骤（二）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，开炼机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度4mm，过薄1.3mm，降温，分割，静置24小时，得到混合料C，料温低于65℃；

步骤（三）：将上一步骤的料温低于65℃的混合料C再次投入压延机，压延机辊筒持续通冷却水23℃，控制辊筒厚度0.8mm，进行0.8mm厚度压延，静置24小时冷却，得到混炼胶，料温低于40℃；

步骤（四）：将上一步骤的混炼胶投入开炼机中，温度控制在80℃，开炼，使各组份原料进一步混合并预升温，得到预热料；

步骤（五）：将上一步骤的预热料投入挤出机挤出成型，裁切，静置冷却8小时，得到胶片，胶片温度低于40℃；

步骤（六）：将上一步骤的胶片装入一次硫化机，油压压力1400±10kg/cm²，模内132℃* 65分钟硫化，卸压，得到一次硫化发泡材料；

步骤（七）：将上一步骤的一次硫化发泡材料装入发泡机，油压压力50±5kg/cm²，模内 150℃* 70分钟发泡，卸压，即得二次发泡材料；

步骤（八）：将上一步骤的二次发泡材料在室温下自然冷却15天，待产品充分冷却收缩后,放入烘箱120℃*4小时。

取样24mm×24mm×2mm，试样先经过80℃ 2h处理后冷却8小时用锡箔纸包装送样再依据参考一汽大众测试方法 :

雾化值 测试方法: . 参考PV3015- 1994 重量法，用雾化仪测试。

雾化值 测试:

备注：

(1)1mg/kg=0.0001%

(2)MDL= 方法检测限

(3)ND= 未检出 (

(4)"-"= 未规定

备注 :. (1)MDL=0.20mg .

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。