一种高性能的EPDM颗粒及其生产工艺制造技术

本发明专利技术属于橡胶合成技术领域，一种高性能的EPDM颗粒，包括以下重量份的组分：120

A high performance EPDM particle and its production process

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的EPDM颗粒及其生产工艺


[0001]本专利技术属于橡胶合成
，特别涉及一种高性能的EPDM颗粒及其生产工艺。

技术介绍

[0002]EPDM是一种通用橡胶，它具有电绝缘性好、耐老化、耐溶剂、填充能力强等特点，可是由于EPDM属于本体不阻燃的聚合物材料，其自身的极限氧指数很低(仅为17％左右)。在地铁列车的车厢内壁板、地板、门窗密封条，以及隧道内的电缆等都大量使用了EPDM材料，一旦火灾发生，为了防止火灾的蔓延，要求使用的EPDM必须有一定的阻燃性能。
[0003]授权公告号为CN101993559BD的中国专利技术专利公开了一种绿色阻燃地毯背衬材料及其制备方法，本专利技术涉及一种绿色阻燃地毯背衬材料及其制备方法，该材料包括:8～40wt％的高压低密度聚乙烯LDPE.4～20wt％的三元乙丙橡胶EPDM、4～20wt％的无规立构聚丙烯APP作为基体材料，4～20wt％的CaCO2作为填充剂，前四种材料总质量的0～80wt％的氢氧化镁Mg(OH)2作为填充剂。其中由于Mg(OH)2晶粒的表面能高，导致颗粒之间容易发生团聚，影响其在高分子材料中的分散性，同时。Mg(OH)2的亲水性很强，而大多数的有机高分子聚合物材料是疏水的，使得Mg(OH)2在应用时与高分子材料的相容性差、界面结合弱，导致其复合材料的阻燃效率不高。
[0004]高分子聚合物的燃烧基本上可以分为：加热、分解、点火、燃烧和火焰传播五个阶段。首先聚合物在外界火源热辐射的作用下，聚合物表面的温度会持续升高，当接收外界的热量达到一定值而使聚合物产生热分解等化学变化，从而产生释放不可燃气体和挥发性的可燃性物质，可挥发性可燃气体扩散至空气中和氧气结合，当空气中的可燃气体达到燃烧的临界浓度，在温度达到一定值时会被引燃使聚合物开始燃烧。被点燃的高分子聚合物是一种剧烈的氧化反应，燃烧过程释放的热量又维持了聚合物的持续分解，使聚合物材料内部的分子链发生断裂，产生更多可燃气体来维持挥发性可燃物的浓度，又促进了燃烧的进行，因此，根据聚合物材料的燃烧机理得知想要阻断聚合物燃烧，可以通过降低燃烧中热量传递或者通过隔绝挥发性可燃物以及减少氧气浓度等方法，通过阻断燃烧所需要的条件实现中断燃烧和阻燃。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高性能的EPDM颗粒，采用改性六方片状氢氧化镁与阻燃协同剂协同作用，在改性六方片状氢氧化镁稀释聚合物材料表面的空气，使得聚合物燃烧速度减慢的同时，片状的氢氧化镁与阻燃协同剂在高分子基体中的分散结构使气体分子的扩散路径变曲折，材料的气体渗透系数变小，进一步提高了气体阻隔性，从而对橡胶复合材料起到了一定的阻燃效果。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能的EPDM颗粒，其特征在于：包括以下重量份的组分：120
‑
150份三元乙丙橡胶、5
‑
10份的氧化锌、2
‑
3份的硬脂酸、40
‑
50份颜料、15
‑
20份橡胶油、5
‑
10份改性六方片状氢氧化镁、10
‑
20份阻燃协同
剂；
[0007]所述改性六方片状氢氧化镁是氢氧化镁溶液在结构导向剂的作用下与油酸钠、分散剂和引发剂发生反应形成的具有特定暴露晶面的物质。
[0008]通过采用上述技术方案，氢氧化镁受热过程中需要吸收大量的热，可以降低聚合物材料表面燃烧的温度；受热分解会释放出大量水分，可以稀释聚合物材料表面的空气，使得聚合物燃烧速度减慢。将EPDM与交联物、纳米改性六方片状氢氧化镁粉末共混而制一种新型的阻燃三元复合材料，新型阻燃三元复合材料的阻燃性比传统方法获得的复合材料更好，改性六方片状氢氧化镁在新型三元复合物中的分散比常规三元复合物中的分散更均匀，进一步提高了其阻燃性能。氢氧化镁低极性(001)晶面的显露程度、粒子的形貌有序、粒径分布均匀有利于提高复合材料的性能，同时，无机粒子在聚合物基体中良好的分散性决定了复合材料的力学性能，形貌规则且粒径分布均匀的六方片状氢氧化镁有利于提高复合材料的性能，结构导向剂的存在，对制备形貌更规则和分散性更好的产物起关键作用。
[0009]本专利技术的进一步设置为：所述六方片状氢氧化镁通过以下步骤制备：(1)将浓度为1
‑
1.5mol/L氯化镁溶液与3
‑
5mol/L的氨水混合并搅拌5
‑
10min，其中n(氯化镁)：n(氨水)＝1：3，然后加入体积分数为3
‑
5％结构导向剂，继续混合25
‑
35min，得到悬浮液；(2)将步骤(1)中得到的悬浮液加入到四氯乙烯内村的高压釜中进行水热反应，水热反应温度为120℃，反应时间为12h，反应冷却之后得到白色沉淀物，经过洗涤、干燥之后得到六方片状氢氧化镁。
[0010]通过采用上述技术方案，氢氧化镁晶体结构中的每一个Mg
2+
离子都与六个OH
‑
离子配位，形成[Mg(OH)6]4‑
八面体的生长单元。Mg(OH)2晶体的(001)面和(101)面是最稳定的表面，这是由于表面能最低，生长速率最小，(001)和(101)晶面的强度比越大，Mg(OH)2的形貌越呈现为规则的六方片状，因此，需要添加适当含量的结构导向剂控制其晶体暴露面，。
[0011]本专利技术的进一步设置为：所述改性六方片状氢氧化镁通过以下步骤制备：(1)将3
‑
5％六方片状氢氧化镁浆料升温至60
‑
70℃后，加入10％的油酸钠粉体进行恒温搅拌3h，反应结束后冷却至室温，然后进行洗涤、干燥，得到油酸钠改性六方片状氢氧化镁；(2)将步骤(1)中得到的物质分散到聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液中，加入一定比例的聚乙烯吡咯烷酮单体，以氮气作为保护气，在搅拌下加入引发剂偶氮二异丁腈，在温度为78℃下回流6h，反应后经过过滤、洗涤、干燥得到改性六方片状氢氧化镁。
[0012]本专利技术的进一步设置为：所述结构导向剂为聚乙二醇、乙二胺四乙酸中的一种。
[0013]通过采用上述技术方案，通过Mg
2+
离子与聚乙二醇分子链中的氧原子之间的相互作用，聚乙二醇的分子链可以优先吸附在片状Mg(OH)2小晶体的(001)晶面上，然后优先吸附在(101)晶面上，(001)和(101)两个晶面上晶体生长速率最慢。吸附的聚乙二醇分子链通过氢键相互连接在一起，并引导Mg(OH)2小晶体生长为大的六方形薄片。最终，当(001)面暴露较多时，可以形成正六方形薄片，而当(101)面暴露较多时，可以形成细长六方形薄片。
[0014]本专利技术的进一步设置为：所述结构导向剂的分子量为4000
‑
8000。
[0015]通过采用上述技术方案，分子量较小，结构导向剂的分子量不足以很好的吸附在氢氧化镁晶体的表面上，而过量分子量不利于六方形的形成，并且过长的分子链有可能会出现相互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能的EPDM颗粒，其特征在于：包括以下重量份的组分：120
‑
150份三元乙丙橡胶、5
‑
10份的氧化锌、2
‑
3份的硬脂酸、40
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50份颜料、15
‑
20份橡胶油、5
‑
10份改性六方片状氢氧化镁、10
‑
20份阻燃协同剂；所述改性六方片状氢氧化镁是氢氧化镁溶液在结构导向剂的作用下与油酸钠、分散剂和引发剂发生反应形成的具有特定暴露晶面的物质。2.根据权利要求1所述的一种高性能的EPDM颗粒，其特征在于：所述六方片状氢氧化镁通过以下步骤制备：(1)将浓度为1
‑
1.5mol/L氯化镁溶液与3
‑
5mol/L的氨水混合并搅拌5
‑
10min，其中n(氯化镁)：n(氨水)＝1：3，然后加入体积分数为3
‑
5％结构导向剂，继续混合25
‑
35min，得到悬浮液；(2)将步骤(1)中得到的悬浮液加入到四氯乙烯内村的高压釜中进行水热反应，水热反应温度为120℃，反应时间为12h，反应冷却之后得到白色沉淀物，经过洗涤、干燥之后得到六方片状氢氧化镁。3.根据权利要求1所述的一种高性能的EPDM颗粒，其特征在于：所述改性六方片状氢氧化镁通过以下步骤制备：(1)将3
‑
5％六方片状氢氧化镁浆料升温至60
‑
70℃后，加入10％的油酸钠粉体进行恒温搅拌3h，反应结束后冷却至室温，然后进行洗涤、干燥，得到油酸钠改性六方片状氢氧化镁；(2)将步骤(1)中得到的物质分散到聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液中，加入一定比例的聚乙烯吡咯烷酮单体，以氮气作为保护气，在搅拌下加入引发剂偶氮二异丁腈，在温度为78℃下回流6h，反应后经过过滤、洗涤、干燥得到改性六方片状...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷新兰，
申请(专利权)人：湖北晟弘新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：