一種EPDM竹膠阻燃復合材料及其制備方法與流程

文檔序號：12054939閱讀：293來源：國知局

本發(fā)明涉及一種復合材料技術領域，且特別涉及一種EPDM竹膠阻燃復合材料及其制備方法。

背景技術：

三元乙丙橡膠(Ethylene Propylene Diene Monomer，EPDM)是乙烯、丙烯和少量非共軛二烯烴的共聚物，是乙丙橡膠的一種，因其主鏈是由化學穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側鏈中含有不飽和雙鍵，故其具有優(yōu)良的耐老化性、耐候性、電絕緣性能、耐化學腐蝕性及沖擊彈性，但因其硫化速度慢、強度不高等缺點，限制了應用領域。

EPDM竹膠復合材料作為一種理想的環(huán)保材料，兼有塑料和橡膠的雙重性質(zhì)，具有耐酸堿、耐紫外線、耐腐蝕、機械性能好、加工方便和可回收利用等特點。但易燃性是EPDM竹膠復合材料的一大缺點，對EPDM復合材料進行阻燃改性成為了制備性能優(yōu)良的EPDM竹膠復合材料的關鍵問題。另外，目前的EPDM竹膠復合材料多半是直接將竹粉添加到EPDM基體中，竹粉的分散性差，兩者的界面粘結強度低，導致產(chǎn)品強度仍不高，無法滿足實際應用要求。

綜上所述，想要制備性能優(yōu)良的EPDM竹膠復合材料，一方面要改善竹粉在EPDM基體中的分散性，增強兩者的界面粘結強度，另一方面需要添加阻燃劑提高其阻燃等級。但是目前還沒有一種阻燃性良好，強度滿足實際應用要求的EPDM竹膠復合材料。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種EPDM竹膠阻燃復合材料，具有良好阻燃性，強度滿足實際應用要求。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種EPDM竹膠阻燃復合材料的制備方法，工藝簡單，制得的產(chǎn)品具有良好阻燃性，強度滿足實際應用要求。

本發(fā)明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種EPDM竹膠阻燃復合材料，按重量份數(shù)計，其主要由以下組分制成：

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，改性竹粉是用偶聯(lián)劑稀釋液對竹粉進行改性所得，竹粉與偶聯(lián)劑稀釋液的質(zhì)量比為20-25:2-3。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，偶聯(lián)劑稀釋液是用溶劑將偶聯(lián)劑稀釋8-10倍后的溶液，偶聯(lián)劑為三乙烯基三乙氧基硅烷，溶劑為乙醇。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，竹粉的粒徑為80-100目。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，阻燃劑為氯化石蠟與三氧化二銻按質(zhì)量比1:1.5-2組成的第一復配阻燃劑、聚磷酸銨與三聚氰胺按質(zhì)量比2-3:1組成的第二復配阻燃劑中的至少一種。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，硫化劑為過氧化二異丙苯與氧化鋅按質(zhì)量比1-3:1組成的復配硫化劑。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅中的至少一種。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，抗氧劑為抗氧劑1010。

一種EPDM竹膠阻燃復合材料的制備方法，其包括以下步驟：

按重量份數(shù)計，將100份EPDM在開煉機上進行薄通，然后加入30-35份PP、20-25份改性竹粉、20-25份阻燃劑、1-1.5份潤滑劑和1.5-2份抗氧劑混合均勻，最后加入2-4份硫化劑反復混煉出料；將混煉好的物料經(jīng)加工設備成型，即得。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，改性竹粉的制備方法是：

將偶聯(lián)劑用溶劑稀釋8-10倍，得到偶聯(lián)劑稀釋液；

按重量份數(shù)計，將20-25份竹粉置于容器中，向其中噴灑加入2-3份偶聯(lián)劑稀釋液，電動攪拌8-10min后，靜置蒸干溶劑，再于80-90℃干燥4-6h。

本發(fā)明實施例的EPDM竹膠阻燃復合材料及其制備方法的有益效果是：本發(fā)明實施例的EPDM竹膠阻燃復合材料按重量份數(shù)計主要由100份EPDM、30-35份PP、20-25份改性竹粉、20-25份阻燃劑、2-4份硫化劑、1-1.5份潤滑劑、以及1.5-2份抗氧劑制成，制備方法為：將EPDM在開煉機上進行薄通，然后加入PP、改性竹粉、阻燃劑、潤滑劑和抗氧劑混合均勻，最后加入硫化劑反復混煉出料，成型，即得。該工藝簡單，是在EPDM的基礎上，填充改性竹粉，并采用復配硫化劑動態(tài)硫化PP，顯著增強EPDM基體的強度，同時添加復配阻燃劑，提高產(chǎn)品的阻燃等級，制得的EPDM竹膠阻燃復合材料具有良好阻燃性，強度滿足實際應用要求。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實施例的EPDM竹膠阻燃復合材料及其制備方法進行具體說明。

本發(fā)明實施例提供一種EPDM竹膠阻燃復合材料，按重量份數(shù)計，其主要由以下組分制成：

100份三元乙丙橡膠EPDM；30-35份聚丙烯PP；20-25份改性竹粉；20-25份阻燃劑；2-4份硫化劑；1-1.5份潤滑劑；以及1.5-2份抗氧劑。其中，潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅中的至少一種，抗氧劑為抗氧劑1010，即四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

在上述組分中，硫化劑為過氧化二異丙苯與氧化鋅按質(zhì)量比1-3:1組成的復配硫化劑。本實施例采用復配硫化劑動態(tài)硫化PP，顯著增強EPDM基體的強度。

在上述組分中，改性竹粉是用偶聯(lián)劑稀釋液對竹粉進行改性所得，竹粉與偶聯(lián)劑稀釋液的質(zhì)量比為20-25:2-3，竹粉的粒徑為80-100目，偶聯(lián)劑稀釋液是用溶劑將偶聯(lián)劑稀釋8-10倍后的溶液，偶聯(lián)劑優(yōu)選為三乙烯基三乙氧基硅烷，溶劑優(yōu)選為乙醇。

本實施例采用綠色環(huán)保的竹粉為填充物，可以降低EPDM竹膠阻燃復合材料的生產(chǎn)成本。先將偶聯(lián)劑用溶劑稀釋，再將偶聯(lián)劑稀釋液對竹粉進行表面改性，這是因為用偶聯(lián)劑對竹粉進行改性時，偶聯(lián)劑的使用量比較小，先稀釋，再加入，能保證偶聯(lián)劑均勻加入竹粉中，從而對竹粉的改性效果好。而且，使用改性竹粉添加到EPDM基體中，改性竹粉的分散性好，兩者的界面粘結強度高，最后制得的產(chǎn)品強度高。

在上述組分中，阻燃劑為氯化石蠟與三氧化二銻按質(zhì)量比1:1.5-2組成的第一復配阻燃劑、聚磷酸銨與三聚氰胺按質(zhì)量比2-3:1組成的第二復配阻燃劑中的至少一種。本實施例采用復配阻燃劑，提高產(chǎn)品的阻燃等級。

本發(fā)明實施例還提供一種EPDM竹膠阻燃復合材料的制備方法，其包括以下步驟：

物料混合：按重量份數(shù)計，將100份EPDM在開煉機上進行薄通，EPDM厚度很薄地通過開煉機的二個輥筒，然后依次加入30-35份PP、20-25份改性竹粉、20-25份阻燃劑、1-1.5份潤滑劑和1.5-2份抗氧劑混合均勻，最后加入2-4份硫化劑反復混煉數(shù)次后出料。

成型：將混煉好的物料經(jīng)加工設備成型，即得EPDM竹膠阻燃復合材料。

其中，改性竹粉的制備方法具體為：

將偶聯(lián)劑用溶劑稀釋8-10倍，得到偶聯(lián)劑稀釋液，偶聯(lián)劑優(yōu)選三乙烯基三乙氧基硅烷，溶劑優(yōu)選為乙醇。

按重量份數(shù)計，將20-25份竹粉置于容器中，向其中噴灑加入2-3份偶聯(lián)劑稀釋液(約占竹粉質(zhì)量的8％-15％)，電動攪拌8-10min后，靜置蒸干溶劑，再置于80-90℃烘箱中干燥4-6h，即得改性竹粉備用。

本發(fā)明實施例在EPDM的基礎上，填充改性竹粉，并采用復配硫化劑動態(tài)硫化PP，顯著增強EPDM基體的強度，同時添加復配阻燃劑，提高產(chǎn)品的阻燃等級，制備得到阻燃性能良好，強度滿足實際應用要求的EPDM竹膠阻燃復合材料，有效克服目前EPDM基復合材料難于硫化、強度不高及阻燃性不足等缺陷。

以下結合實施例對本發(fā)明的特征和性能作進一步的詳細描述。

實施例1

實施例1提供一種EPDM竹膠阻燃復合材料，其按照以下方法制得：

首先，將三乙烯基三乙氧基硅烷用乙醇稀釋8倍，得到三乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液，將20kg竹粉(粒徑為80目)置于三口燒瓶中，向其中噴灑加入2kg三乙烯基三乙氧基硅烷乙醇溶液(占竹粉質(zhì)量10％)，電動攪拌8min后靜置蒸干乙醇溶劑，再置于80℃烘箱中干燥4h，得到改性竹粉備用。

其次，將100kgEPDM在開煉機上進行薄通，然后依次加入30kgPP、20kg改性竹粉、20kg第一復配阻燃劑(由8kg氯化石蠟與12kg三氧化二銻組成)、1kg硬脂酸鈣及1.5kg抗氧劑1010混合均勻，最后加入2kg復配硫化劑(由1.5kg過氧化二異丙苯與0.5kg氧化鋅組成)反復混煉數(shù)次后出料。