三元乙丙橡膠應用市場分析及改性技術研究進展

王倩 劉波(山東京博石油化工有限公司，山東 濱州 256500)

0 引言

三元乙丙橡膠是乙烯( Ethylene)、丙烯(Propylene)和乙叉降冰片烯(ENB)或雙環戊二烯(DCPD)合成的三元共聚物。具有良好的耐臭氧型、耐酸堿、沖擊彈性、耐化學腐蝕性等突出的特點，主要應用于膠粘劑、電線電纜護套、防腐襯里、膠帶、防水建材、家用電器配件等領域，也可以做塑料改性用等市場方向。

即使三元乙丙橡膠綜合性能非常好，但是因為可燃、硫化速度慢等缺點，因此在在一些特殊的領域仍無法滿足下游客戶的需求，故而限制了它的應用市場，需要通過改性技術彌補缺陷生產出高性能的三元乙丙橡膠產品供下游客戶使用。

1 三元乙丙橡膠(EPDM)應用市場分析

三元乙丙橡膠(EPDM)因具有耐臭氧型、耐酸堿、沖擊彈性、耐化學腐蝕性等突出的特點，因此被廣泛用于汽車、改性材料、建筑材料、油品添加劑和塑膠跑道、電線電纜等其它市場。2019年三元乙丙橡膠消費結構為：汽車占45%、材料改性占14%、建筑材料占11%、油品添加劑9%和塑膠跑道占9%，電線電纜占6%，其它市場占6%。

1.1 汽車市場

由于汽車整體較重，為降低油耗，人們越來越關注輕量化質汽車，因此大量的塑料和橡膠應用于汽車方向。我國橡膠主要應用在汽車市場。在汽車市場，我國的三元乙丙橡膠(EPDM)的市場是密封條(用于密封)、汽車防護罩、高耐熱器的軟管、橡膠墊等領域。聚合單體采用乙叉降冰片烯為原料的三元乙丙橡膠(EPDM)主要用于汽車密封條，三元乙丙橡膠和聚丙烯共混形成的材料主要用于汽車保險杠等市場。

1.2 改性材料市場

三元乙丙橡膠(EPDM)與許多聚烯烴材料共混時具有極好的相容性，被廣泛用于作聚烯烴的抗沖改性劑，比如三元乙丙橡膠(EPDM)對聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴材料的改性，主要克服聚烯烴材料的抗沖擊性、耐環境開裂等性能要求。

1.3 建筑材料市場

在建筑材料市場，三元乙丙橡膠(EPDM)主要用于門窗密封條和防水卷材市場，將傳統的瀝青和防水卷材進行對比，三元乙丙橡膠材料的防水卷材具有能有效的進行防水、使用時間長、簡單施工等優異的特點，因此成為防水材料的主力軍，主要應用于樓房和平房、水庫等方向的防水市場。

1.4 油品添加劑、塑膠跑道和電線電纜市場

在油品添加劑方向，因為三元乙丙橡膠(EPDM)具有增稠性極強的特點，同時擁有著較高的耐低溫性能，為增加齒輪油的黏稠性、耐性溫性能，故廣泛用于齒輪油市場。在塑料跑到方向，因為EPDM 顆粒生產技術含量不高，無毒無污染，隨著國家體育和市政設備的大力發展，三元乙丙橡膠被廣泛用于塑膠跑道市場。在電線電纜方向，因為三元乙丙橡膠具有良好的電絕緣性能，且防老化，使用時間長，被廣泛用于高端的電線電纜市場。

1.5 其它市場

三元乙丙橡膠(EPDM)還可用于橡膠制品等其它一些市場。

2 三元乙丙橡膠(EPDM)改性技術的種類以及技術進展

三元乙丙橡膠綜合性能非常好，但是因為可燃、硫化速度慢等缺點，因此在在一些要求高的市場仍無法滿足下游客戶的需求，故而限制了它的應用市場，需要通過改性技術彌補缺陷生產出高性能的三元乙丙橡膠產品供下游客戶使用。一般情況下，采用填充改性、阻燃改性、共混改性等方法提高三元乙丙橡膠(EPDM)綜合性能。

2.1 三元乙丙橡膠與氯化聚乙烯復合材料

王振[1]采用三元乙丙橡膠與氯化聚乙烯進行共混，并對其共混物進行了性能研究。研究表明，三元乙丙橡膠和氯化聚乙烯具有很好的相容性，氯化聚乙烯作為填充物，可以很好的填充三元乙丙橡膠(EPDM)，很大幅度的提升氯化聚乙烯的韌性和加工性能，同時因為氯化聚乙烯比三元乙丙橡膠價格低，故總成本會降低。最重要的是，三元乙丙橡膠和氯化聚乙烯的復合材料硫化速度大幅度提高。

2.2 無鹵低煙阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯復合材料

高淑玲[2]制備了無鹵低煙阻燃三元乙丙橡膠/聚丙烯復合材料并進行了性能研究，研究結果表明，多聚磷酸銨與馬鈴薯廢渣、可膨脹石墨在三元乙丙橡膠/聚丙烯中有很好的協同作用，當多聚磷酸銨為34.5%，馬鈴薯廢渣為11.5%，可膨脹石墨為4%，混煉時間為30min,混煉溫度為170℃，其復合材料拉伸強度為8.24MPa,斷裂伸長率為205.02%。

2.3 三元乙丙橡膠增韌聚對苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯復合材料

楊海東，孫樹林[3]制備了三元乙丙橡膠及甲基丙烯酸環氧丙酯接枝三元乙丙橡膠增韌聚對苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯，結果顯示，當甲基丙烯酸環氧丙酯接枝三元乙丙橡膠添加量為15%～20%時，發生了脆韌轉變，當添加量為25%時，沖擊強度可達860J/m,實現超韌聚合物，當聚對苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯比例為48/32時，聚對苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯相容性最好，力學性能最佳。

2.4 碳納米管/三元乙丙橡膠復合材料

馬琳[4]將碳納米管填充到三元乙丙橡膠中制備復合材料，其目的是以提高橡膠復合材料的導熱性能及力學性能；并用酚醛樹脂改性碳納米管，制備高撕裂輕度、拉伸強度、高導熱的橡膠材料；通過添加不同比例不同偶聯劑到碳納米管和三元乙丙橡膠復合材料中，通過檢測不同配方的制得的材料，同時分析不同比例的偶聯劑、不同種類的偶聯劑對材料的力學性能和導熱性能影響的大小。通過檢測數據分析得出，拉伸強度和斷裂伸長率隨著碳納米管的增加先增加后降低，但是隨著碳納米的增加，材料的導熱率、定伸應力和撕裂強度不斷增加。在碳納米管材料的選取過程中，相同填充量下，填充量小于20g時，大管徑填料更容易形成導熱鏈，與三元乙丙橡膠相容性更好，受力時不容易斷裂，然而小管徑填料與三元乙丙橡膠相容性不好，受力時易發生斷裂；但當導熱填料超過20g 時，小管徑填充的三元乙丙橡膠(EPDM)相對于大納米管填充的三元乙丙橡膠(EPDM)的熱導率高；但當填充量特別高的時候，橡膠不能完全覆蓋導熱填料，碳納米管與三元乙丙橡膠之間的相容性降低，從而復合材料綜合性能下降。

2.5 無鹵阻燃EPDM與EVA復合材料

黃慶[5]利用開煉機將阻燃劑、橡膠助劑與EPDM/EVA 橡膠進行共混，阻燃劑分別采用膨脹阻燃劑、表面改性膨脹阻燃劑、膨脹與其它協同阻燃劑，通過共混得到的復合材料，通過分析熱失重、燃燒性能、產品性能指標等數據，得出以下結論：當膨脹阻燃劑總添加量為35%,阻燃效果極好，此時APP、MEL、PER 的比例是3:0:1,產品可以達到FV-1級，但三元乙丙橡膠(EPDM)的物理性能將會有所下降。

3 前景與展望

汽車輕量化是節能減排的重要手段，對汽車工業向好發展具有重要意義，目前三元乙丙橡膠已廣泛應用于汽車市場，未來5～10年三元乙丙橡膠(EPDM)應用市場還是以汽車為重點，改性材料仍是第二大消費領域，油品添加劑和塑膠跑道、電線電纜等其它市場是第三大領域。即使三元乙丙橡膠(EPDM)材料性能不斷提升，但是仍然無法滿足一些高附加值領域的應用，未來三元乙丙橡膠改性技術方向重點是高硫化速率三元乙丙橡膠專用料、高阻燃三元乙丙橡膠專用料、三元乙丙橡膠/氯化聚乙烯合金、三元乙丙橡膠/聚丙烯合金等方向。

4 結語

綜上所述，三元乙丙橡膠(EPDM)已經可用于汽車、改性材料、建筑材料、油品添加劑和塑膠跑道、電線電纜等其它領域，應運前景廣闊。文章分析了近年來三元乙丙橡膠(EPDM)主要應用市場的占比和三元乙丙橡膠(EPDM)改性技術的種類以及技術進展，同時也發表了未來三元乙丙橡膠(EPDM)市場的重點方向和改性技術重點研究方向。未來三元乙丙橡膠改性技術方向重點是高硫化速率三元乙丙橡膠專用料、高阻燃三元乙丙橡膠專用料、三元乙丙橡膠/氯化聚乙烯合金、三元乙丙橡膠/聚丙烯合金等方向。