一种epdm的物理发泡方法
技术领域
1.本申请属于发泡材料领域，具体地而言，涉及一种epdm的物理发泡方法。
背景技术：
2.三元乙丙橡胶(epdm)是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件、鞋底等领域。epdm的运用越来越广泛，已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。
3.epdm通常是以泡沫材料使用，其发泡工艺包括化学发泡和物理发泡工艺。物理发泡就是利用物理的方法来使epdm材料或含epdm的材料发泡的工艺，通常包括如下几种工艺：(1)先在压力下将惰性气体溶于材料熔体或糊状物中，再经过减压释放出气体，从而在材料中形成气孔而发泡；(2)通过对溶入聚合物熔体中的低沸点液体进行蒸发使之汽化而发泡；(3)添加空心球而形成发泡体而发泡等。物理发泡法所用的物理发泡剂成本相对较低，尤其是二氧化碳和氮气的成本低，又能阻燃、无污染，因此应用价值较高；而且物理发泡剂发泡后无残余物，对发泡材料性能的影响不大。
4.因此，本发明研究开发了一种新的epdm的物理发泡方法，其可以使用现有的生产设备进行。此外，由于使用了廉价的二氧化碳和氮气作为发泡剂，因而相比于现有技术具有更好物理性能和成本优势的物理发泡材料，而且还减少了对大气排放的污染。
技术实现要素：
5.本发明的一个目的在于提供一种能够替代传统化学发泡的epdm的物理发泡方法。本发明的这种pdm的物理发泡方法可以减少空气污染，并且这种物理发泡所获得的产品的性能也能达到现有的传统发泡工艺所能实现的性能,甚至更好。
6.为此，本发明提供如下几个方面：
7.<1>、一种epdm物理发泡工艺，其包括如下步骤：
8.1)将含有epdm和eva的材料在密炼机中混练；
9.2)然后在开炼机中形成片料，倒入造粒机中进行造粒；
10.3)将造好的粒料在注射机或射出机台进行射料得到粗坯或坯体；
11.4)将所述粗胚或坯体装入加压的反应釜中，并且依次注入二氧化碳和氮气，然后在升高的温度下进行发泡；
12.5)停止加热后，将发泡好的坯体转入另一个反应釜中，然后在注入氮气进行保压，使坯体进一步进行自由发泡，得到半成品；
13.6)将发泡好的坯体半成品在成型模具进行加热后，再将模具冷却后取出即得成品epdm泡沫。
14.<2>.根据<1>所述的epdm物理发泡工艺，其中所述步骤1)包括：
15.将含有epdm和eva的材料倒入密炼机中后，打料到80
‑
85℃后提锤扫粉再进行混炼
至105
‑
110℃再提锤；以及
16.提锤后再扫粉再混炼至120
‑
125℃时卸料。
17.<3>.根据<1>所述的epdm物理发泡工艺，其中所述步骤4)中，反应釜的压力至少为320kg，二氧化碳的通入量为3
‑
5kg，氮气的通入量为30
‑
35kg。
18.<4>.根据<1>所述的epdm物理发泡工艺，其中所述步骤4)中，所述升高的温度为70℃
‑
80℃
19.<5>.根据<1>所述的epdm物理发泡工艺，其中所述步骤5)中，氮气的通入量量使得所述另一个反应釜的压力为20
‑
25kg。
20.<6>.根据<1>所述的epdm物理发泡工艺，其中所述步骤6)中，所述加热的时间为约400
‑
450秒，且冷却的时间为约400
‑
450秒。
具体实施方式
21.为了解决上述的技术问题，本申请提供一种新的epdm物理发泡工艺。所述新的epdm物理发泡工艺是一种分步发泡工艺，其包括如下步骤：1)将含有epdm和eva(乙烯
‑
乙酸乙烯共聚物)的材料在密炼机中混练；2)然后在开炼机中形成片料，倒入造粒机中进行造粒；3)将造好的粒料拿到注射机或射出机台进行射料得到粗坯或叫坯体；4)将所述粗胚或叫坯体装入加压的反应釜中，并且依次注入二氧化碳和氮气，然后在升高的温度下进行发泡；5)停止加热后，将发泡好的坯体转入另一个反应釜中，然后在注入氮气进行保压，使坯体进一步进行自由发泡，得到半成品；6)将发泡好的坯体半成品在成型模具进行加热后，再将模具用水冷却后取出即得成品epdm泡沫。
22.在所述含有epdm和eva的材料中，通常相对于100重量份的所述材料，epdm可以为5
‑
30重量份，而eva为50
‑
80重量份，而且除了含有epdm和eva这两种组分之外，可以添加其他添加剂，比如交联剂、耐老化剂和着色剂等。优选地，所述含有epdm和eva的材料中不含化学发泡剂。
23.在上述的物理发泡方法中，是通过分步通入气体发泡剂而获得的，即，通过上述步骤中的第4)和5)步骤分别进行的。这样分步执行发泡的好处在于有利于控制发泡倍率，进而控制所得发泡制品的硬度、比重、回弹和压缩性能。
24.在上述的第4)步骤的发泡是同时在升高的温度(例如，70℃
‑
80℃)下进行。选择这种在通入作为物理发泡剂的二氧化碳和氮气之后在升高温度，目的在于保持epdm混合材料处于一种熔融软化的状态，有利于气体发泡剂的发泡。
25.在上述的第步骤6)中，所述加热的时间为约400
‑
450秒，且冷却的时间为约400
‑
450秒。加热时间和冷却的时间的选择没有太多限制，都是出于对于成型制品的定型度考虑。
26.本申请的新的epdm物理发泡工艺的优点在于减少化学发泡产生的气体污染空气，而且所得的成品epdm泡沫具有良好的发泡倍率、硬度比重、回弹、压缩等性能优势，适合于各种工业应用，尤其是适合于制备鞋的中底。
27.下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
28.实施例1：
29.1、将epdm 10重量％、eva 80重量％、氧化锌9重量％和交联剂1重量％倒入加压翻
转式捏炼机打料到约80℃后提锤扫粉再进行混炼至110℃再提锤。
30.2、提锤后再扫粉再混炼至约120℃时卸料。
31.3、卸料至开炼机(宏泰机械制造，以下相同)上进行薄通两遍使其分散均匀，下料卷成片倒入塑料挤出机进行造粒。
32.4、将造粒好的料拿到注射机或射出机台进行射料(注：提前将需要的模型进行开制模具，模具根据型体的结构要求，可以钢材或铝材)，射出的料为粗坯或叫坯体。
33.5、将射出好的坯体装入320kg
‑
330kg压力的反应釜后关住阀门。
34.6、打开气阀门通入二氧化碳3kg，再注入氮气约30kg。
35.7、打完氮气后关掉进气阀门，检查进气阀门是否密封或是否漏气。
36.8、加热反应釜至温度(反应釜里面有温度探针)达70℃
‑
80℃左右，然后一直保持温度在70℃
‑
80℃左右的时间约6个小时左右。
37.9、6个小时左右停止加热打开泄气阀门进行排气，等气体全部排空后，开锅拿出所有坯体。
38.10、拿出所有坯体后直接进入另一个反应釜里面后关住阀门再注入氮气至压力为20kg左右进行保压约2个小时，让里面坯体进行自由发泡即自然膨胀。
39.11、将膨胀好的坯体从反应釜里面取出，再存放12小时至24小时左右，即为半成品。
40.12、将发泡好的坯体半成品拿到二次md机台上的成型模具进行加热到约175℃，加热时间为约400秒后，再将模具用水冷却400秒后取出即为成品。
41.所得成品经测试，其性能参数如下表所示：
42.发泡倍率1.8％硬度45c比重0.18g/cm3回弹55％压缩30％
43.上表中的这些性能参数均通过本领域的常规测试方法获得，以下相同。
44.实施例2
45.1、将epdm 10重量％、eva 80重量％、氧化锌8重量％和交联剂2重量％倒入加压翻转式捏炼机打料到约80℃后提锤扫粉再进行混炼至110℃再提锤。
46.2、提锤后再扫粉再混炼至约120℃时卸料。
47.3、卸料至宏泰机械的开炼机上进行薄通两遍使其分散均匀，下料卷成片倒入塑料挤出机进行造粒。
48.4、将造粒好的料拿到注射机或射出机台进行射料(注：提前将需要的模型进行开制模具，模具根据型体的结构要求，可以钢材或铝材)，射出的料为粗坯或叫坯体。
49.5、将射出好的坯体装入320kg
‑
330kg压力的反应釜后关住阀门。
50.6、打开气阀门通入二氧化碳3kg，再注入氮气约30kg。
51.7、打完氮气后关掉进气阀门，检查进气阀门是否密封或是否漏气。
52.8、加热反应釜至温度(反应釜里面有温度探针)达70℃
‑
80℃左右，然后一直保持温度在70℃
‑
80℃左右的时间约6个小时左右。
53.9、6个小时左右停止加热打开泄气阀门进行排气，等气体全部排空后，开锅拿出所有坯体。
54.10、拿出所有坯体后直接进入另一个反应釜里面后关住阀门再注入氮气至压力为20kg左右进行保压约2个小时，让里面坯体进行自由发泡即自然膨胀。
55.11、将膨胀好的坯体从反应釜里面取出，再存放12小时至24小时左右，即为半成品。
56.12、将发泡好的坯体半成品拿到二次md机台上的成型模具进行加热到约175℃，加热时间为约400秒后，再将模具用水冷却400秒后取出即为成品。
57.所得成品经测试，其性能参数如下表所示：
58.发泡倍率1.65％硬度48c比重0.19g/cm3回弹58％压缩28％
59.实施例3
60.1、将epdm 10重量％、eva 80重量％、氧化锌9重量％和交联剂1重量％倒入加压翻转式捏炼机打料到约80℃后提锤扫粉再进行混炼至110℃再提锤。
61.2、提锤后再扫粉再混炼至约120℃时卸料。
62.3、卸料至开炼机上进行薄通两遍使其分散均匀，下料卷成片倒入塑料挤出机进行造粒。
63.4、将造粒好的料拿到注射机或射出机台进行射料(注：提前将需要的模型进行开制模具，模具根据型体的结构要求，可以钢材或铝材)，射出的料为粗坯或叫坯体。
64.5、将射出好的坯体装入320kg
‑
330kg压力的反应釜后关住阀门。
65.6、打开气阀门通入二氧化碳5kg，再注入氮气约35kg。
66.7、打完氮气后关掉进气阀门，检查进气阀门是否密封或是否漏气。
67.8、加热反应釜至温度(反应釜里面有温度探针)达70℃
‑
80℃左右，然后一直保持温度在70℃
‑
80℃左右的时间约6个小时左右。
68.9、6个小时左右停止加热打开泄气阀门进行排气，等气体全部排空后，开锅拿出所有坯体。
69.10、拿出所有坯体后直接进入另一个反应釜里面后关住阀门再注入氮气至压力为20kg左右进行保压约2个小时，让里面坯体进行自由发泡即自然膨胀。
70.11、将膨胀好的坯体从反应釜里面取出，再存放12小时至24小时左右，即为半成品。
71.12、将发泡好的坯体半成品拿到二次md机台上的成型模具进行加热到约175℃，加热时间为约400秒后，再将模具用水冷却400秒后取出即为成品。
72.所得成品经测试，其性能参数如下表所示：
73.发泡倍率1.8％硬度45c比重0.16g/cm3
回弹59％压缩32％
74.实施例4
75.1、将epdm 10重量％、eva 80重量％、氧化锌9重量％和交联剂1重量％倒入加压翻转式捏炼机打料到约80℃后提锤扫粉再进行混炼至110℃再提锤。
76.2、提锤后再扫粉再混炼至约120℃时卸料。
77.3、卸料至宏泰机械的开炼机上进行薄通两遍使其分散均匀，下料卷成片倒入塑料挤出机进行造粒。
78.4、将造粒好的料拿到注射机或射出机台进行射料(注：提前将需要的模型进行开制模具，模具根据型体的结构要求，可以钢材或铝材)，射出的料为粗坯或叫坯体。
79.5、将射出好的坯体装入320kg
‑
330kg压力的反应釜后关住阀门。
80.6、打开气阀门通入二氧化碳3kg，再注入氮气约30kg。
81.7、打完氮气后关掉进气阀门，检查进气阀门是否密封或是否漏气。
82.8、加热反应釜至温度(反应釜里面有温度探针)达70℃
‑
80℃左右，然后一直保持温度在70℃
‑
80℃左右的时间约6个小时左右。
83.9、6个小时左右停止加热打开泄气阀门进行排气，等气体全部排空后，开锅拿出所有坯体。
84.10、拿出所有坯体后直接进入另一个反应釜里面后关住阀门再注入氮气至压力为25kg左右进行保压约2个小时，让里面坯体进行自由发泡即自然膨胀。
85.11、将膨胀好的坯体从反应釜里面取出，再存放12小时至24小时左右，即为半成品。
86.12、将发泡好的坯体半成品拿到二次md机台上的成型模具进行加热到约175℃，加热时间为约400秒后，再将模具用水冷却400秒后取出即为成品。
87.所得成品经测试，其性能参数如下表所示：
88.发泡倍率1.8％硬度43c比重0.15g/cm3回弹59％压缩33％
89.工业可适用性
90.本发明的epdm的物理发泡方法可以使用现有的生产设备进行，而且可以减少空气污染，并且所获得的产品的性能也能达到现有的传统化学发泡工艺所能实现的性能，甚至更好，因而具有成本优势，具有良好的工业应用前景。