发泡剂并用对EPDM海绵性能的影响

王再学 杨陈 冯骁骁 林梦男 吴其航 孙路遥 翁国文

摘 要：采用热空气自由发泡制备EPDM海绵，研究发泡剂并用及用量对其性能的影响。结果表明，以发泡剂AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制备EPDM海绵时，它们的最佳并用量为15份、10份和15份。当AC/H并用量为10份时，制备的EPDM海绵发泡倍率最大为7.7。

关键词：发泡剂并用；EPDM；发泡倍率

海绵材料的共同特点是密度小，质量轻，比面积大，比力学性能高，阻尼性能好，这类材料的应用涉及航空、航天、原子能、医学、环保、冶金、机械建筑、电化学和石油化工等行业，可用于分离、过滤、消音吸振、包装、屏蔽、隔热、生物移植、电化学过程等诸多场合，在科学技术研究与国民经济建设中发挥着巨大的作用，并且其作用日益显著[1-2]。EPDM海绵因具有优异的耐天候性和低温柔软性等特性，近年来在汽车工业和建筑行业被广泛用作密封和隔热材料[3]。

本文以EPDM为主体材料，采用热空气自由发泡制备EPDM海绵材料，研究发泡剂并用及其用量对EPDM海绵性能的影响。

1 实验

1.1 原材料

EPDM，牌号4045，吉林公司有机合成厂；4，4'-氧代双苯磺酰肼（发泡剂OBSH），工业品，东莞市聚亚化工有限公司；偶氮二甲酰胺（发泡剂AC），工业品，上海向阳化工厂；二亚硝基五亚甲基四胺（发泡剂H），工业品，宜兴周铁化工厂；硫黄（S），工业级，南京中海石油化工有限公司；其他助剂为市售。

1.2 实验设备及仪器

XK-250开放式炼胶机，无锡市第一橡塑机械厂；401A型老化试验箱，上海市实验仪器總厂；WHT-10A测厚仪，江都市真威试验机械有限公司；GT-T080-SZ门尼粘度试验机、XS-365M电子比重天平，高铁科技股份有限公司。

1.3 基本配方

EPDM 100，氧化锌 8，硬脂酸 3，S 2，硫化助剂，发泡剂（1：1）AC/OBSH、AC/H、OBSH/H及其用量为变量。

1.4 试样制备

将块状EPDM在开炼机上破碎并薄通10次，然后依次加入发泡剂，氧化锌，硬脂酸，最后加入硫磺，混炼均匀后打包10次，以开炼机辊距4mm下片，之后冷却停放24h后裁剪成50mm×50mm×4mm（长×宽×高）左右的试样，然后放在热空气老化箱发泡，发泡条件：180℃×30min。

1.5 性能测试

发泡倍率按照SES N 150-07（双龙工程标准）测试，发泡倍率为发泡后海绵厚度与发泡前试样厚度的比值；表观密度按照GB/T 6343-2009标准测试；质量损失率是试样发泡后的质量损失和发泡前质量的比值。

2 结果与讨论

2.1 发泡剂AC/OBSH并用对EPDM海绵性能的影响。

表1 AC/OBSH并用量对EPDM海绵性能的影响

从表1可以看出，发泡剂AC/OBSH并用量由5份增加至15份时，EPDM海绵的发泡倍率随AC/OBSH并用量的增加呈现明显的上升的趋势，表观密度逐渐降低；当发泡剂AC/OBSH并用量为15～25份时，EPDM海绵的发泡倍率呈下降趋势，表观密度也略有降低，这是由于质量损失率上升造成的。综合考虑，认为发泡剂AC/OBSH并用量以15份为宜，此时发泡倍率最高为6.2。

2.2 发泡剂AC/H并用对EPDM海绵性能的影响

表2 AC/H并用量对EPDM海绵性能的影响

从表2可以看出，发泡剂AC/H用量由5份至10份时，EPDM海绵的发泡倍率变大，表观密度降低，质量损失率也减少；当发泡剂AC/H用量超过10份时，EPDM海绵胶料的发泡倍率增大，表观密度减小，质量损失率也减少。从表2还可以看出，质量损失小时，发泡倍率较大；而发泡剂用量25份比10份时小，质量损失率也小，实验过程中发现是因为海绵材料横向尺寸变大的缘故。综合考虑，发泡剂AC/H并用量10份时发泡倍率最大为7.7。

2.3 发泡剂OBSH/H并用对EPDM海绵性能的影响

表3 OBSH/H并用量对EPDM海绵性能的影响

从表3可以看出，随发泡剂OBSH/H并用量的增加，EPDM海绵的发泡倍率基本呈上升的趋势，表观密度呈下降的趋势，质量损失率无明显变化规律；综合考虑，认为发泡剂OBSH/H并用量以15份为宜，此时发泡倍率为6.3。

3 结论

（1）以发泡剂AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制备EPDM海绵时，它们的最佳并用量为15份、10份和15份。

（2）在三种并用组分中，当AC/H并用量为10份时，制得的EPDM海绵发泡倍率最大为7.7。

参考文献

[1]刘培生.多孔材料引论[M].北京：清华大学出版社，2004

[2]Gibson，L.J.， Ashby Michael F.，刘培生译.多孔固体结构与性能[M].北京：清华大学出版社，2003

[3]彭宗林，王君，张勇，等.配方与工艺因素对EPDM模压发泡材料性能的影响[J].橡胶工业，2000，47（9）：525-526

作者简介：王再学（1981-），男，河南开封人，徐州工业职业技术学院讲师，从事橡塑并用方面的教学与研究工作。