[发明专利]一种热塑性弹性体微孔发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种热塑性弹性体微孔发泡材料及其制备方法，，特别涉及一种高性能动态硫化热塑性弹性体（TPV）微孔发泡材料及其制备方法，该材料可以用作弹性减振材料，主要用于轨道交通领域。

背景技术：

热塑性硫化胶(TPV)是热塑性弹性体中的发展速度最快，应用最多的一类，它由完全硫化的橡胶分散于热塑性树脂中而成，兼具传统橡胶的高弹性能和树脂的热塑加工性能，可用传统的塑料加工设备和加工方法。TPV具有品种多、性能广、耐热温度高、耐老化性能优异、高温压缩永久变形小、尺寸稳定性优异。TPV不仅能满足人们所需要的性能要求，而且对于节约能源、简化生产工艺、提高经济效益、降低劳动强度，特别是对于环境保护也起到了积极而有效的作用。TPV的动态硫化过程实际上是橡塑相态转变过程，在橡胶硫化之前，橡胶作为连续相，塑料分散在橡胶之中，而在动态硫化时，橡胶首先发生交联反应，继而交联的橡胶在高剪切力作用下被破碎成微小颗粒，由此分散在熔融塑料的连续相中，形成所谓的“海-岛”结构，这就使得TPV同时具有由树脂连续相赋予的优异加工性能和由硫化橡胶微粒分散相赋予的高弹性。

发泡高分子材料是指由大量气体分散于材料中而形成的一类高分子材料，具有质轻、隔热、吸音、减振等特性，且介电性能优于基体树脂，用途很广。微孔发泡材料可以在维持材料必要机械性能的前提下，可显著降低制品的重量，从而实现减少原料消耗和降低生产成本的目的，同时，孔密度较高、孔径较小的泡孔形态还赋予微孔发泡材料很多未发泡材料和传统发泡材料所无法比拟的优异性能，如具有较高的冲击强度、韧性和抗疲劳寿命等。目前微孔塑料和微孔橡胶发泡已经有较多的研究，TPV性能优异，适合应用于在轨道交通领域，但对TPV发泡方面还少有研究，应用于轨道交通领域的TPV发泡材料更少。本专利将制备TPV材料与发泡工艺相结合，一次性制备TPV发泡材料，具有成本低，生产效率高，发泡TPV材料性能优异的特点。

发明内容：

本发明在于提供一种综合性能优异的一种高性能动态硫化热塑性弹性体（TPV）微孔发泡材料，这种材料具有环保、生产效率高、性能优异的特点，本发明的另一个目的在于提供上述TPV微孔发泡材料的制备工艺。本发明将TPV材料制备过程与高分子材料发泡过程相结合，利用挤出机剪切作用将发泡剂母料与TPV均匀分散，辅助以硫化机和促进剂等，在高温下促使橡胶部分硫化，并可通过温度和螺杆转速实现控制硫化速度和发泡剂分解速度，调节泡孔尺寸和发泡倍率，并利用挤出机机头口模压力迅速减小实现发泡，得到泡孔细小均一的发泡材料，该材料具有更低的动静刚度比（国外对减振弹性垫板的动静刚度比控制在1.5以下）、耐老化性能和物理机械性能。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种高性能动态硫化热塑性弹性体TPV微孔发泡材料，该TPV微孔发泡材料包括按重量份数计70-95份热塑性弹性体与5-30份发泡剂母料两部分，热塑性弹性体中按重量份计为：塑料10-70份

基体橡胶100份

硫化剂0.5-5份

促进剂1-10份

补强填料20-100份

活性剂5-10份

软化剂0-20份

发泡剂母料中按重量份计为：增容剂50-90份

发泡剂6-30份

助发泡剂4-20份

其中的橡胶为天然橡胶、反式异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶中的一种或两种或两种以上的共混物；塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯腈共聚物、丙乙烯/丙烯腈/丁二烯共聚物、聚碳酸酯中的一种或两种或两种以上的共混物；硫化剂为硫黄、过氧化二异丙苯（DCP），其中硫黄0.5-1.5份，DCP2-5份；所述的促进剂为TT、CZ、DM、TAIC，其中TT0.5-1.2份、CZ0.5-1.5份、DM0.5-1份、TAIC1-4份，活性剂为氧化锌、硬脂酸，其中氧化锌4-6份、硬脂酸1-4份，软化剂为环烷油、芳烃油、石蜡油、DOP、DBP或油膏。

补强填料为炭黑或白炭黑或两者的混合物，炭黑包括N100系列、N200系列、N330系列、N400系列、N500系列、N600系列、N700系列、N800系列、N900系列、天然气半补强炭黑、天然气槽法炭黑和混气炭黑等各种品种和规格的炭黑；白炭黑包括各种粒径的沉淀法白炭黑或气相法白炭黑；

增容剂为烯烃类共聚物，优选乙烯-辛烯共聚物POE或乙烯-醋酸乙烯酯EVA；发泡剂H或发泡剂AC或发泡剂OBSH；