三元乙丙橡胶应用市场分析及改性技术研究进展

王倩 刘波(山东京博石油化工有限公司，山东 滨州 256500)

0 引言

三元乙丙橡胶是乙烯( Ethylene)、丙烯(Propylene)和乙叉降冰片烯(ENB)或双环戊二烯(DCPD)合成的三元共聚物。具有良好的耐臭氧型、耐酸碱、冲击弹性、耐化学腐蚀性等突出的特点，主要应用于胶粘剂、电线电缆护套、防腐衬里、胶带、防水建材、家用电器配件等领域，也可以做塑料改性用等市场方向。

即使三元乙丙橡胶综合性能非常好，但是因为可燃、硫化速度慢等缺点，因此在在一些特殊的领域仍无法满足下游客户的需求，故而限制了它的应用市场，需要通过改性技术弥补缺陷生产出高性能的三元乙丙橡胶产品供下游客户使用。

1 三元乙丙橡胶(EPDM)应用市场分析

三元乙丙橡胶(EPDM)因具有耐臭氧型、耐酸碱、冲击弹性、耐化学腐蚀性等突出的特点，因此被广泛用于汽车、改性材料、建筑材料、油品添加剂和塑胶跑道、电线电缆等其它市场。2019年三元乙丙橡胶消费结构为：汽车占45%、材料改性占14%、建筑材料占11%、油品添加剂9%和塑胶跑道占9%，电线电缆占6%，其它市场占6%。

1.1 汽车市场

由于汽车整体较重，为降低油耗，人们越来越关注轻量化质汽车，因此大量的塑料和橡胶应用于汽车方向。我国橡胶主要应用在汽车市场。在汽车市场，我国的三元乙丙橡胶(EPDM)的市场是密封条(用于密封)、汽车防护罩、高耐热器的软管、橡胶垫等领域。聚合单体采用乙叉降冰片烯为原料的三元乙丙橡胶(EPDM)主要用于汽车密封条，三元乙丙橡胶和聚丙烯共混形成的材料主要用于汽车保险杠等市场。

1.2 改性材料市场

三元乙丙橡胶(EPDM)与许多聚烯烃材料共混时具有极好的相容性，被广泛用于作聚烯烃的抗冲改性剂，比如三元乙丙橡胶(EPDM)对聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃材料的改性，主要克服聚烯烃材料的抗冲击性、耐环境开裂等性能要求。

1.3 建筑材料市场

在建筑材料市场，三元乙丙橡胶(EPDM)主要用于门窗密封条和防水卷材市场，将传统的沥青和防水卷材进行对比，三元乙丙橡胶材料的防水卷材具有能有效的进行防水、使用时间长、简单施工等优异的特点，因此成为防水材料的主力军，主要应用于楼房和平房、水库等方向的防水市场。

1.4 油品添加剂、塑胶跑道和电线电缆市场

在油品添加剂方向，因为三元乙丙橡胶(EPDM)具有增稠性极强的特点，同时拥有着较高的耐低温性能，为增加齿轮油的黏稠性、耐性温性能，故广泛用于齿轮油市场。在塑料跑到方向，因为EPDM 颗粒生产技术含量不高，无毒无污染，随着国家体育和市政设备的大力发展，三元乙丙橡胶被广泛用于塑胶跑道市场。在电线电缆方向，因为三元乙丙橡胶具有良好的电绝缘性能，且防老化，使用时间长，被广泛用于高端的电线电缆市场。

1.5 其它市场

三元乙丙橡胶(EPDM)还可用于橡胶制品等其它一些市场。

2 三元乙丙橡胶(EPDM)改性技术的种类以及技术进展

三元乙丙橡胶综合性能非常好，但是因为可燃、硫化速度慢等缺点，因此在在一些要求高的市场仍无法满足下游客户的需求，故而限制了它的应用市场，需要通过改性技术弥补缺陷生产出高性能的三元乙丙橡胶产品供下游客户使用。一般情况下，采用填充改性、阻燃改性、共混改性等方法提高三元乙丙橡胶(EPDM)综合性能。

2.1 三元乙丙橡胶与氯化聚乙烯复合材料

王振[1]采用三元乙丙橡胶与氯化聚乙烯进行共混，并对其共混物进行了性能研究。研究表明，三元乙丙橡胶和氯化聚乙烯具有很好的相容性，氯化聚乙烯作为填充物，可以很好的填充三元乙丙橡胶(EPDM)，很大幅度的提升氯化聚乙烯的韧性和加工性能，同时因为氯化聚乙烯比三元乙丙橡胶价格低，故总成本会降低。最重要的是，三元乙丙橡胶和氯化聚乙烯的复合材料硫化速度大幅度提高。

2.2 无卤低烟阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯复合材料

高淑玲[2]制备了无卤低烟阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯复合材料并进行了性能研究，研究结果表明，多聚磷酸铵与马铃薯废渣、可膨胀石墨在三元乙丙橡胶/聚丙烯中有很好的协同作用，当多聚磷酸铵为34.5%，马铃薯废渣为11.5%，可膨胀石墨为4%，混炼时间为30min,混炼温度为170℃，其复合材料拉伸强度为8.24MPa,断裂伸长率为205.02%。

2.3 三元乙丙橡胶增韧聚对苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯复合材料

杨海东，孙树林[3]制备了三元乙丙橡胶及甲基丙烯酸环氧丙酯接枝三元乙丙橡胶增韧聚对苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯，结果显示，当甲基丙烯酸环氧丙酯接枝三元乙丙橡胶添加量为15%～20%时，发生了脆韧转变，当添加量为25%时，冲击强度可达860J/m,实现超韧聚合物，当聚对苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯比例为48/32时，聚对苯二甲酸乙二酯/聚碳酸酯相容性最好，力学性能最佳。

2.4 碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料

马琳[4]将碳纳米管填充到三元乙丙橡胶中制备复合材料，其目的是以提高橡胶复合材料的导热性能及力学性能；并用酚醛树脂改性碳纳米管，制备高撕裂轻度、拉伸强度、高导热的橡胶材料；通过添加不同比例不同偶联剂到碳纳米管和三元乙丙橡胶复合材料中，通过检测不同配方的制得的材料，同时分析不同比例的偶联剂、不同种类的偶联剂对材料的力学性能和导热性能影响的大小。通过检测数据分析得出，拉伸强度和断裂伸长率随着碳纳米管的增加先增加后降低，但是随着碳纳米的增加，材料的导热率、定伸应力和撕裂强度不断增加。在碳纳米管材料的选取过程中，相同填充量下，填充量小于20g时，大管径填料更容易形成导热链，与三元乙丙橡胶相容性更好，受力时不容易断裂，然而小管径填料与三元乙丙橡胶相容性不好，受力时易发生断裂；但当导热填料超过20g 时，小管径填充的三元乙丙橡胶(EPDM)相对于大纳米管填充的三元乙丙橡胶(EPDM)的热导率高；但当填充量特别高的时候，橡胶不能完全覆盖导热填料，碳纳米管与三元乙丙橡胶之间的相容性降低，从而复合材料综合性能下降。

2.5 无卤阻燃EPDM与EVA复合材料

黄庆[5]利用开炼机将阻燃剂、橡胶助剂与EPDM/EVA 橡胶进行共混，阻燃剂分别采用膨胀阻燃剂、表面改性膨胀阻燃剂、膨胀与其它协同阻燃剂，通过共混得到的复合材料，通过分析热失重、燃烧性能、产品性能指标等数据，得出以下结论：当膨胀阻燃剂总添加量为35%,阻燃效果极好，此时APP、MEL、PER 的比例是3:0:1,产品可以达到FV-1级，但三元乙丙橡胶(EPDM)的物理性能将会有所下降。

3 前景与展望

汽车轻量化是节能减排的重要手段，对汽车工业向好发展具有重要意义，目前三元乙丙橡胶已广泛应用于汽车市场，未来5～10年三元乙丙橡胶(EPDM)应用市场还是以汽车为重点，改性材料仍是第二大消费领域，油品添加剂和塑胶跑道、电线电缆等其它市场是第三大领域。即使三元乙丙橡胶(EPDM)材料性能不断提升，但是仍然无法满足一些高附加值领域的应用，未来三元乙丙橡胶改性技术方向重点是高硫化速率三元乙丙橡胶专用料、高阻燃三元乙丙橡胶专用料、三元乙丙橡胶/氯化聚乙烯合金、三元乙丙橡胶/聚丙烯合金等方向。

4 结语

综上所述，三元乙丙橡胶(EPDM)已经可用于汽车、改性材料、建筑材料、油品添加剂和塑胶跑道、电线电缆等其它领域，应运前景广阔。文章分析了近年来三元乙丙橡胶(EPDM)主要应用市场的占比和三元乙丙橡胶(EPDM)改性技术的种类以及技术进展，同时也发表了未来三元乙丙橡胶(EPDM)市场的重点方向和改性技术重点研究方向。未来三元乙丙橡胶改性技术方向重点是高硫化速率三元乙丙橡胶专用料、高阻燃三元乙丙橡胶专用料、三元乙丙橡胶/氯化聚乙烯合金、三元乙丙橡胶/聚丙烯合金等方向。