一种高性能三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202510190039.2 | 申请日 | 2025-02-20 |
| 公开(公告)号 | CN119859355A | 公开(公告)日 | 2025-04-22 |
| 申请人 | 福州大学; 易宝(福建)高分子材料股份公司; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 陈鸿铭; 许启好; 王玉强; 林梅金; 叶元基; 侯汝红; 陈奕汲; | 第一发明人 | 陈鸿铭 |
| 权利人 | 福州大学,易宝(福建)高分子材料股份公司 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 福州大学,易宝(福建)高分子材料股份公司 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：福建省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：福建省福州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学 | 邮编 | 当前专利权人邮编：350108 |
| 主IPC国际分类 | C08L23/16 | 所有IPC国际分类 | C08L23/16 ; C08J9/10 ; C08L91/06 ; C08K7/26 ; C08K9/06 ; C08K9/10 ; C08K9/02 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 福州元创专利商标代理有限公司 | 专利代理人 | 修斯文; 蔡学俊; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于改性红砖粉末的三元乙丙 橡胶 （EPDM）发泡材料及其制备方法，属于高分子 复合材料 技术领域。本发明通过对红砖粉末进行表面改性，提升其在EPDM基体中的分散性、相容性及 力 学增强效果，之后将其均匀分散于EPDM基体中，通过优化发泡工艺，实现发泡材料的高强度、低 密度 及优异的泡孔结构。本发明的EPDM发泡材料具有优异的力学性能、 阻燃性 和泡孔结构，适用于 汽车 、建筑、 电子 等领域的密封、 隔热 、减震等应用。 | ||
| 权利要求 | 1.一种基于改性红砖粉末的高性能三元乙丙橡胶发泡材料，其特征在于，所述材料由以下重量份的原料制备而成： |
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| 说明书全文 | 一种高性能三元乙丙橡胶发泡材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种基于改性红砖粉末的三元乙丙橡胶（EPDM）发泡材料及其制备方法。本发明通过对红砖粉末进行多重改性，以提高其在EPDM基体中的分散性、相容性及增强作用，从而优化EPDM发泡材料的力学性能、阻燃性、泡孔结构及耐磨性，使其广泛适用于汽车密封件、轨道交通密封垫、工业缓冲材料、鞋底、减震橡胶等高性能橡胶制品领域。 背景技术[0002] 三元乙丙橡胶（EPDM）因其优异的耐候性、耐热性、耐化学腐蚀性和弹性，广泛应用于汽车密封件、轨道交通密封垫、减震材料、工业缓冲材料和鞋底等领域。然而，传统EPDM发泡材料仍存在一些问题：由于EPDM本身的分子结构，导致其发泡后易出现泡孔结构不均匀、强度下降的问题，导致材料的耐磨性、撕裂强度和使用寿命降低；同时，EPDM主要由碳氢元素组成，其自身的氧指数较低，易燃烧，难以满足某些高安全标准领域（如轨道交通、建筑密封等）的要求；此外，传统无机填料（如碳黑、碳酸钙）易在橡胶基体中发生团聚，导致材料内部应力分布不均，影响最终力学性能及尺寸稳定性。 [0003] 针对上述问题，近年来，研究者们尝试采用纳米填料、功能化填料以及优化发泡工艺，以提升EPDM发泡材料的综合性能。其中，建筑废弃物的高值化利用成为研究热点。红砖粉末（MBP）是一种常见的建筑废料，其主要成分为硅酸盐、氧化铝和氧化铁，具有一定的机械增强和填充作用。然而，未经改性的红砖粉末表面活性较低，与EPDM的相容性较差，直接添加会降低材料性能。因此，如何有效对红砖粉末进行功能化改性，使其兼具力学增强、阻燃改性和泡孔调控功能，并实现EPDM发泡材料的性能优化成为本领域研究的重要方向。 [0004] 本发明通过多重改性技术，即硅烷偶联剂改性+聚多巴胺（PDA）包覆+层状双氢氧化物（LDH）复合改性，赋予红砖粉末更高的相容性和功能性，使其在EPDM发泡材料中能均匀分散，并显著提升材料力学性能、阻燃性能及泡孔结构稳定性，从而拓展其在高性能密封件、轨道交通、工业减震材料等领域的应用。 发明内容[0005] 本发明提供了一种基于改性红砖粉末的高性能三元乙丙橡胶（EPDM）发泡材料及其制备方法，旨在提升EPDM发泡材料的力学性能、阻燃性能、泡孔结构稳定性及耐磨性，并拓展其在汽车、轨道交通、工业缓冲材料等高性能橡胶制品中的应用。 [0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于改性红砖粉末的高性能三元乙丙橡胶发泡材料，其是由以下重量份的原料制备而成： 三元乙丙橡胶 100份， 炭黑 10‑40份， 改性红砖粉末 40份， 轻质碳酸钙 30‑50份， 石蜡油 10‑20份， 氧化锌 5‑15份， 硫化剂 0.5‑3份， 促进剂 0.5‑2份， 硬脂酸 1‑5份， 润滑剂 0.5‑3份， 发泡剂 5‑15份。 [0007] 在本发明中，所述三元乙丙橡胶（EPDM）可选用高强度、高耐EPDM材料，包括埃克森美孚Vistalon7500、陶氏NordelIP4820、朗盛Keltan6950和韩国锦湖KumhoKEP270。这些EPDM材料具有高乙烯含量（50%～70%），提供更高的结晶度和机械强度，使其在高负载、耐磨、抗撕裂等应用场景下具有更优异的性能。其中，Keltan6950具有较高的交联密度和良好的动态力学性能，适用于密封垫、减震部件、工业缓冲材料等领域。 [0008] 在本发明中，所述炭黑的BET比表面积为60‑120m2/g，粒径20‑40nm，确保材料在高负载应用中的稳定性。所述炭黑选用卡博特VulcanN330、德固赛PrintexG，其中N330具备高结构、高补强性的特点，可有效提高EPDM发泡材料的耐磨性、抗撕裂强度和导热性能。 [0009] 在本发明中，所述石蜡油可选用雪佛龙Paralux6001、Sunpar150、NYNASNytex840，这类高粘度矿物油可改善EPDM复合材料的流动性，优化填料的分散性，并提升最终产品的抗老化性能。所述石蜡油的40℃运动粘度控制在20‑60cSt，保证在加工过程中能够提供良好的可塑性。 [0010] 在本发明中，氧化锌（ZnO）作为硫化活性剂和抗老化剂，可优化EPDM的交联结构，提高材料的耐候性及耐疲劳性。 [0011] 在本发明中，所述硫化剂选自硫磺、BIBP中的至少一种。 [0012] 在本发明中，所述促进剂选自二苄基二硫代氨基甲酸锌（ZBEC）、四苄基秋兰姆化二硫（TBZTD）、二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDEC）中的至少一种。其中TBZTD可提高交联密度，并改善材料的耐磨性和动态性能，而ZDEC可优化加工性能，使材料在高温硫化过程中保持良好的柔韧性。 [0013] 在本发明中，所述硬脂酸用于改善橡胶的加工性能，并增强填料的分散性。 [0014] 在本发明中，所述润滑剂为聚乙二醇。 [0015] 在本发明中，所述发泡剂选自4,4'‑氧代双苯磺酰肼（OBSH）、偶氮二甲酰胺（AC）中的至少一种。优选OBSH和AC的复配组合，以优化发泡速率，提高泡孔的稳定性，并减少泡孔塌陷。 [0016] 在本发明中，所述改性红砖粉末是建筑废弃红砖粉末进行功能化改性，以改善其在EPDM基体中的分散性和相容性，其具体步骤如下：（a）酸处理与高温煅烧：将红砖粉末（MBP）加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟，水洗除杂后，在500‑800℃高温煅烧2小时，再经水洗，过滤，100℃干燥4小时，获得比表面积较大的多孔红砖粉末（P‑MBP）； （b）硅烷偶联改性：取多孔红砖粉末，加入无水乙醇中，并加入硅烷偶联剂Si‑69，之后在80℃下搅拌1‑2小时，过滤，得到硅烷改性的红砖粉末（Si‑MBP）； （c）聚多巴胺（PDA）包覆：在pH=8.5的Tris‑HCI缓冲溶液中加入所得硅烷改性的红砖粉末，并加入2mg/mL的多巴胺（DA）溶液，搅拌12小时使多巴胺自聚合并包覆在红砖粉末表面，获得包覆聚多巴胺的红砖粉末（PDA‑Si‑MBP）； （d）层状双氢氧化物（LDH）复合改性：取包覆聚多巴胺的红砖粉末，加入质量浓度为2‑3%的MgAI‑LDH悬浮液中，超声分散20分钟后过滤，80℃真空干燥4小时，即得所述改性红砖粉末（LDH‑PDA‑Si‑MBP）。 [0017] 其中，步骤（a）所述红砖粉末的BET比表面积为30‑80m/g，粒径控制在20‑50μm，具有较高的补强能力，能够提高材料的耐磨性、抗撕裂强度和尺寸稳定性。 [0018] 步骤（b）所用多孔红砖粉末与硅烷偶联剂Si‑69的质量比为10:1。 [0019] 步骤（c）中多巴胺溶液的用量按每克硅烷改性红砖粉末加入10mL进行换算。 [0020] 步骤（d）中MgAl‑LDH悬浮液的用量按每克包覆聚多巴胺的红砖粉末加入3mL进行换算。 [0021] 本发明将建筑废弃红砖粉末经酸处理与高温煅烧，可增强其填充能力和负载性能；通过偶联剂改性能提高P‑MBP与EPDM之间的界面结合力，增强填料在橡胶基体中的分散性和力学增强作用；利用PDA的粘附特性在Si‑MBP表面形成一层均匀的功能化涂层，可提高填料的均匀分散性和界面相容性，进而增强材料的拉伸强度、耐磨性和撕裂强度；在PDA包覆填料表面负载层状双氢氧化物（LDH）纳米片层，能够优化气体释放速率，使发泡过程与硫化同步，提高泡孔均匀性，并减少尺寸收缩，因而能提高材料的阻燃性、热稳定性和抗氧化能力。 [0022] 所述高性能三元乙丙橡胶发泡材料的制备方法包括以下步骤：1）先将改性红砖粉末在80‑120℃下真空干燥2‑4h，以除去吸附水分，便于提高其在EPDM基体中的分散性； 2）将EPDM置于开炼机或密炼机中，在60‑90℃下塑炼3‑5min，使其达到适宜的塑性状态； 3）将炭黑、轻质碳酸钙、氧化锌、硬脂酸、石蜡油、润滑剂以及干燥后的改性红砖粉末依次加入塑炼后的EPDM中，在80‑100℃下混炼8‑12min，使填料均匀分散； 4）待物料充分混合后，冷却至50‑70℃，然后加入促进剂、硫化剂及发泡剂，在60‑ 80℃条件下继续混炼5‑8min，确保反应均匀； 5）将步骤4）所得混炼胶置于双辊开炼机中进行二次塑炼，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体，提高发泡均匀性； 6）将步骤5）所得混炼胶置于模具中进行硫化发泡，即得所述高性能三元乙丙橡胶发泡材料。 [0023] 进一步地，步骤5）所述二次塑炼的温度为40‑60℃，时间为10‑15min。 [0025] 进一步地，所述硫化工艺可采用微波辅助硫化（MW‑V）或常规热硫化（CV）工艺，以优化硫化交联效率并提升材料综合性能。 [0026] 所制备的高性能三元乙丙橡胶发泡材料可用于高耐磨、抗静电橡胶制品，适用于轮胎、鞋底、输送带、密封圈及轨道交通领域。 [0027] 本发明的有益效果在于：（1）提升力学性能，提高材料使用寿命：红砖粉末的PDA功能化改性可增强其与EPDM之间的界面结合力，显著提升材料的拉伸强度、撕裂强度及断裂伸长率，提高耐磨性和耐疲劳性，使其更适用于高耐磨、抗冲击应用（如轮胎、输送带、鞋底）；同时，其在EPDM中的均匀分散性也得到提升，可使材料在长时间受力状态下不易发生破裂，延长产品使用寿命。 [0028] （2）优化阻燃性能，提高材料安全性：改性红砖粉末中引入的LDH片层在EPDM基体中的插层及协同阻燃作用，可有效提高氧指数（LOI），降低材料的燃烧速率，提高其耐火性能。在轨道交通、建筑密封等应用领域，降低热释放速率（HRR）可有效减少火灾发生时的热量积聚，提高材料的阻燃等级。 [0029] （3）优化泡孔结构，提高尺寸稳定性：多孔化红砖粉末的使用可改善发泡结构，使泡孔分布均匀，避免塌陷，提高材料的回弹性和尺寸稳定性，适用于高精度密封件和缓冲材料。排气优化与二次硫化工艺，可进一步稳定泡孔结构，使材料在受压和长时间使用后保持较好的弹性和密度稳定性。 具体实施方式[0030] 一种基于改性红砖粉末的高性能三元乙丙橡胶发泡材料，其是由以下重量份的原料制备而成：三元乙丙橡胶 100份， 炭黑 10‑40份， 改性红砖粉末 40份， 轻质碳酸钙 30‑50份， 石蜡油 10‑20份， 氧化锌 5‑15份， 硫化剂 0.5‑3份， 促进剂 0.5‑2份， 硬脂酸 1‑5份， 润滑剂 0.5‑3份， 发泡剂 5‑15份。 [0031] 其中，所述硫化剂选自硫磺、BIBP中的至少一种。所述促进剂选自二苄基二硫代氨基甲酸锌（ZBEC）、四苄基秋兰姆化二硫（TBZTD）、二乙基二硫代氨基甲酸锌（ZDEC）中的至少一种。所述润滑剂为聚乙二醇。所述发泡剂选自4,4'‑氧代双苯磺酰肼（OBSH）、偶氮二甲酰胺（AC）中的至少一种。 [0032] 所述改性红砖粉末的制备步骤如下：（a）将建筑废弃的红砖粉末（MBP）加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟，水洗除杂后，在500‑800℃下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得多孔红砖粉末（P‑MBP）； （b）将所得多孔红砖粉末加入无水乙醇中，并按与多孔红砖粉的质量比为1:10加入硅烷偶联剂Si‑69，之后在80℃下搅拌1‑2小时，过滤，得到硅烷改性的红砖粉末（Si‑MBP）； （c）将硅烷改性的红砖粉末加入pH=8.5的Tris‑HCl缓冲溶液中，并按10mL/克的量加入浓度为2mg/mL的多巴胺溶液，搅拌12小时确保多巴胺自聚合并包覆在粉末表面，获得包覆聚多巴胺的红砖粉末（PDA‑Si‑MBP）； （d）按3mL/克的量在包覆聚多巴胺的红砖粉末中加入质量浓度为2‑3%的MgAl‑LDH悬浮液，超声分散20分钟后过滤，80℃真空干燥4小时，得到改性红砖粉末（LDH‑PDA‑Si‑MBP）。 [0033] 所述高性能三元乙丙橡胶发泡材料的制备方法包括以下步骤：1）先将改性红砖粉末在80‑120℃下真空干燥2‑4h； 2）将EPDM置于开炼机或密炼机中，在60‑90℃下塑炼3‑5min； 3）将炭黑、轻质碳酸钙、氧化锌、硬脂酸、石蜡油、润滑剂以及干燥后的改性红砖粉末依次加入塑炼后的EPDM中，在80‑100℃下混炼8‑12min，使填料均匀分散； 4）待物料充分混合后，冷却至50‑70℃，然后加入促进剂、硫化剂及发泡剂，在60‑ 80℃条件下继续混炼5‑8min； 5）将步骤4）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在40‑60℃下二次塑炼10‑15min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体，提高发泡均匀性； 6）将步骤5）所得混炼胶置于模具中，以2‑3 ℃/min的速率升温至155℃，保温 25min进行硫化发泡，即得高性能三元乙丙橡胶发泡材料。 [0034] 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。 [0035] 实施例中所用红砖粉末的BET比表面积为30‑80m/g，粒径控制在20‑50μm。所用三元乙丙橡胶为朗盛Keltan6950。所用炭黑为卡博特VulcanN330。所用石蜡油为雪佛龙Paralux6001。所用硫化剂为硫磺。所用促进剂为TBZTD。所用润滑剂为聚乙二醇2000。所用发泡剂为OBSH。实施例 [0036] 1）将MBP加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟后，水洗除杂，之后在600℃高温条件下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得P‑MBP；2）取P‑MBP，加入无水乙醇中，并按P‑MBP与Si‑69的质量比为10:1加入质量浓度为 5%的硅烷偶联剂Si‑69的溶液，在80℃下搅拌1小时，过滤，得到Si‑MBP； 3）在pH=8.5的Tris‑HCI缓冲溶液中加入Si‑MBP，并按10mL/克的量加入2mg/mL的DA溶液，搅拌12小时，获得PDA‑Si‑MBP； 4）取PDA‑Si‑MBP，按3mL/克的量加入质量浓度为2%的MgAI‑LDH悬浮液，超声分散 20分钟后过滤，80℃真空干燥4小时，即得LDH‑PDA‑Si‑MBP复合填料； 5）按重量份，将40份所得LDH‑PDA‑Si‑MBP复合填料在80℃下真空干燥2h； 6）将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 7）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂以及干燥后的LDH‑PDA‑Si‑MBP复合填料依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 8）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 9）将步骤8）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 10）将步骤9）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得高性能三元乙丙橡胶发泡材料。 [0037] 对比例11）按重量份，将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 2）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 3）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 4）将步骤3）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 5）将步骤4）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得三元乙丙橡胶发泡材料。 [0038] 对比例21）将MBP加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟后，水洗除杂，之后在600℃高温条件下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得P‑MBP； 2）按重量份，将40份所得P‑MBP在80℃下真空干燥2h； 3）将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 4）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂以及干燥后的P‑MBP依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 5）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 6）将步骤5）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 7）将步骤6）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得三元乙丙橡胶发泡材料。 [0039] 对比例31）将MBP加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟后，水洗除杂，之后在600℃高温条件下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得P‑MBP； 2）取P‑MBP，加入无水乙醇中，并按P‑MBP与Si‑69的质量比为10:1加入质量浓度为 5%的硅烷偶联剂Si‑69的溶液，在80℃下搅拌1小时，过滤，得到Si‑MBP； 3）按重量份，将40份所得Si‑MBP在80℃下真空干燥2h； 4）将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 5）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂以及干燥后的Si‑MBP依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 6）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 7）将步骤6）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 8）将步骤7）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得三元乙丙橡胶发泡材料。 [0040] 对比例41）将MBP加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟后，水洗除杂，之后在600℃高温条件下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得P‑MBP； 2）取P‑MBP，加入无水乙醇中，并按P‑MBP与Si‑69的质量比为10:1加入质量浓度为 5%的硅烷偶联剂Si‑69的溶液，在80℃下搅拌1小时，过滤，得到Si‑MBP； 3）在pH=8.5的Tris‑HCI缓冲溶液中加入Si‑MBP，并按10mL/克的量加入2mg/mL的DA溶液，搅拌12小时，过滤，获得PDA‑Si‑MBP； 4）按重量份，将40份所得PDA‑Si‑MBP在80℃下真空干燥2h； 5）将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 6）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂以及干燥后的PDA‑Si‑MBP依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 7）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 8）将步骤7）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 9）将步骤8）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得三元乙丙橡胶发泡材料。 [0041] 对比例51）将MBP加入质量浓度3%的盐酸溶液中搅拌30分钟后，水洗除杂，之后在600℃高温条件下煅烧2小时，再经水洗，80目筛网过滤，100℃烘箱干燥4小时，获得P‑MBP； 2）取P‑MBP，加入无水乙醇中，并按P‑MBP与Si‑69的质量比为10:1加入质量浓度为 5%的硅烷偶联剂Si‑69的溶液，在80℃下搅拌1小时，过滤，得到Si‑MBP； 3）在pH=8.5的Tris‑HCI缓冲溶液中加入Si‑MBP，并按10mL/克的量加入2mg/mL的DA溶液，搅拌12小时，过滤，获得PDA‑Si‑MBP； 4）按重量份，将40份所得PDA‑Si‑MBP在80℃下真空干燥2h； 5）将100份EPDM置于开炼机或密炼机中，在60℃下塑炼5min； 6）将6份炭黑、38份轻质碳酸钙、10份氧化锌、2份硬脂酸、15份石蜡油、1.5份润滑剂、4份MgAl‑LDH以及干燥后的PDA‑Si‑MBP依次加入塑炼后的EPDM中，在80℃下混炼10min，使填料均匀分散； 7）待物料充分混合后，冷却至60℃，然后加入1.5份促进剂、1.0份硫化剂及5份发泡剂，在80℃条件下继续混炼5min； 8）将步骤7）所得混炼胶置于双辊开炼机中，在60℃下二次塑炼10min，并进行多次开合操作，以排除混炼过程中产生的气体； 9）将步骤8）所得混炼胶置于模具中，以2℃/min的速率升温至155℃，保温25min，进行硫化发泡，即得三元乙丙橡胶发泡材料。 [0042] 表1 实施例和对比例制备的三元乙丙橡胶发泡材料的性能对比 [0043] 根据表1中数据可见，实施例使用LDH‑PDA‑Si‑MBP复合填料制备的EPDM发泡材料在力学性能、阻燃性能、热稳定性和泡孔均匀性方面均表现出显著的提升。与对比例制备的EPDM发泡材料相比，实施例所得EPDM发泡材料的拉伸强度提高了19.4% 38.9%（最高达到~12.5 MPa），撕裂强度提升了13.3% 37.8%（最高达到6.2 kN/m），断裂伸长率保持在450%左~ 右，展现了优异的柔韧性与耐用性。同时，泡孔均匀性提升至95%以上，有效改善了发泡结构的均匀性，增强了材料的尺寸稳定性。氧指数（LOI）最高达到31.2%，较对比例提升了5.2%~ 9.5%，显著增强了阻燃性能。热释放速率（HRR）减少了9.1% 38.6%，有效降低了燃烧过程中~ 的热量释放，可满足对阻燃性能要求较高的轨道交通和汽车密封件等应用领域。热分解温度（TGA）提高了14.3% 21.4%，最大可达340℃，显著提升了材料的耐热性能。总体来看，实施~ 例的EPDM发泡材料在多个性能指标上均展现了优异的表现，充分证明了LDH‑PDA‑Si‑MBP复合填料的改性效果。 [0044] 总之，本发明通过填料的多重改性和优化的发泡硫化工艺，使EPDM发泡材料在力学性能、阻燃性、泡孔结构稳定性及耐磨性等方面实现综合优化，具有重要的工业应用价值和广阔的市场前景。 |
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