[发明专利]一种EPDM复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，更具体地说涉及一种EPDM复合材料及其制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶(EPDM)由乙烯、丙烯和不饱和第三单体非共轭二烯烃共聚而成，是近年来发展较快的合成橡胶。三元乙丙橡胶用第三单体一般有乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)和1，4-己二烯(HD)三种，常用的是ENB和DCPD。由于分子链主链为非极性且饱和，EPDM不仅有较好的耐高温和耐臭氧的性能，还有优良电绝缘性和耐溶剂性。EPDM的上述特点拓宽了EPDM的应用领域，如热塑性材料、电器绝缘材料、防水卷材、汽车以及建筑行业中广泛使用的密封条等。

由于EPDM为非自补强型橡胶，硫化后其拉伸强度低，在日常使用中需对其进行补强才能具有使用价值。常见的补强方法有两种：加入填料和结晶型树脂。EPDM传统的补强填料为炭黑和二氧化硅，Premamoy等在European Polymer Journal期刊2000年第36卷5期1043-1054页上发表的题为“Conducting carbon black filled EPDM vulcanizates：assessment ofdependence of physical and mechanical properties and conducting character on variation of fillerloading”中所述，加入炭黑后虽然能提高EPDM的强度，但混炼胶的流动性会下降(门尼粘度值上升)，且硫化胶的电性能(如介电强度和体积电阻率)也会有所降低。除此之外，EPDM还可以用结晶型聚烯烃树脂对其进行增强，常用的树脂为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)及乙烯共聚物，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)等。苏珺等在期刊Journal of Applied Polymer Science2010年第117卷3期1171-1749页上发表的题为“Reinforcement of EPDM/SmBO₃ and EPDM/ATO composites by three types of EVA：assessment of VA content on crystallinity，cure，mechanical and electric properties of EPDMcomposites”的文章中报道，EVA由于含有极性的基团醋酸乙烯酯，制备的EPDM/EVA复合材料的介电强度和体积电阻率等性能会下降。

另外，在现有技术中，申请号90109067.0的专利公开了用过氧化物为交联剂制备乙丙橡胶/聚烯烃热塑性弹性体的方法。公开号CN1542042A公开了制备动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体，并同时加入阻燃剂，来提高材料的力学性能及阻燃性能。以上专利方法制备的弹性体材料多为交联的橡胶相以细小颗粒分散在聚烯烃中，使得材料在很宽的温度范围内都具有橡胶的弹性。然而，EPDM常被用来做绝缘材料，并且材料在使用过程中会发生老化，从而影响材料的力学性能和电性能(如体积电阻和介电强度)。此外，由于具有特殊的光、电和磁性质，无机功能填料硼酸钐(SmBO₃)和锑掺杂氧化锡(ATO)的加入也会影响EPDM材料的力学性能和电性能，现有的技术和专利并未对EPDM耐久前后电性能，尤其是介电强度的变化情况做研究和改性。因此需要研究开发EPDM的新型复合材料来解决上述现有技术和专利存在的问题与不足。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题与不足，提供一种EPDM复合材料，该复合材料是以EPDM/POE为基材的交联弹性体，并在基材中加入硼酸钐(SmBO₃)和锑掺杂氧化锡(ATO)来改善EPDM/POE复合材料的力学性能和电性能。乙烯-烯烃共聚物作为一种新型聚烯烃弹性体(POE)，因为其主链饱和，具有优异的耐老化性能。同时POE具有一定的结晶度，POE中的乙烯链段可以在EPDM中结晶，形成的晶格作为物理交联点承受应力从而增强EPDM材料，并保留了EPDM材料的弹性。由于POE中不含极性的基团，加入POE后，EPDM/POE复合材料的电性能降低不明显。此外，POE在EPDM/POE形成的晶格会在加工过程中熔融，从而会增加混炼胶的流动性。该以EPDM/POE为基材的复合材料具有低门尼粘度易于加工、硫化胶的介电强度在高温老化后不下降甚至会增加的特性，因此可大大提高EPDM的应用范围。

同时本发明还提供了该EPDM复合材料的制备方法，该方法操作方便并且产品性能稳定。